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解開暗能量之謎第二步:宇宙運動的推動力之謎已經被解開

上一篇文章論述到,運動是宇宙的基本規律,而推動宇宙運動的動力來源就必然成為解決宇宙問題的關鍵。牛頓的萬有引力定律並沒有解決宇宙運動的動力來源問題,愛因斯坦的相對論也沒有解決宇宙運動的動力來源問題。任何人都可以憑著自己的聰明才智來創造任何數學公式來描繪、解釋宇宙規律。也可以通過大量的天文觀測來驗證所創造公式的正確性。但只要這條公式解釋不了宇宙運動的動力來源問題,它就不能真正地解釋宇宙運動的基本規律。它避開了解決宇宙問題的關鍵,最終必將導致錯誤的結果。

太陽系

既然解決宇宙問題的關鍵是宇宙運動的動力來源,那麼,為了正確地描述宇宙的運動規律,為了解開宇宙各種謎團,我們必須首先找出這種力量,找出推動宇宙運動的力量。

1. 每公斤物質蘊藏的核能

為了表徵太陽的輻射,天文學家引入了叫太陽常數的物理量。太陽常數的定義是:在地球大氣外離太陽1AU的地方,垂直於太陽光束方向的單位面積、單位時間接受到的所有太陽輻射能量,用符號S來表示。根據測量,太陽常數為:

S=1.374 kW/m^2

由於在0.2至10微米波段集中了太陽99.9%的輻射能量,所以太陽常數可以在地球的高山上來測量。觀測結果表明,太陽常數在近百年來基本不變,是穩定的,其變化值大約為0.1%至0.2%之間。

根據太陽常數可以推算出,太陽每秒鐘輻射出的總能量為4×10^26焦耳。

1年等於365天6小時9分10秒,太陽1年輻射出的總能量大約為1.262×10^34焦耳。太陽自誕生以來,大約經歷了50億年。在這50億年的時間內,太陽輻射出的總能量大約為6.31×10^43焦耳。按照科學家們的估計,太陽已經到了中年,還可以輻射50億年。根據這種估計,太陽的總壽命為100億年,則太陽蘊藏的能量大約為1.262×10^44焦耳。

太陽蘊藏的能量實際上就是太陽內部全部原子核分解為質子和中子所釋放出來的能量,它就是我們所說的核能,詳情請看我前面的文章。也就是說,太陽蘊藏的核能為1.262×10^44焦耳。由於太陽的核能是由物質完全分解為中子、質子和電子后產生的,所以,太陽蘊藏的核能實際上是指太陽的質量所蘊藏的核能。假設每公斤物質蘊藏的核能用ξ來表示,下面就來求解ξ的值。

太陽的質量為1.989×10^30公斤,太陽蘊藏的核能為1.262×10^44焦耳,則每公斤物質蘊藏的核能ξ計算如下:

ξ=1.262×10^44焦耳/1.989×10^30公斤=6.345×10^13焦耳/公斤

計算結果表明,每公斤物質蘊藏的核能為6.345×10^13焦耳。當然,這種物質不包括氫,因為氫不含有核能。

2. 星球蘊藏的核能與星球運動的動能的比值

(1). 求地球的核能與其運動動能的比值

地球的質量為5.965×10^24公斤,地球繞太陽運動的速度為29.783公里/秒。根據動能公式E=(1/2)MV^ 2,可以求出地球繞太陽運動的動能E=2.646×10^33焦耳。地球中氫的含量大約為1%,這是沒有核能的部分。地球蘊藏的核能=M×99%×ξ=5.965×10^24公斤×99%×6.345×10^13焦耳/公斤=3.747×10^38焦耳。

地球蘊藏的核能/地球繞太陽運動的動能=3.747×10^38焦耳/2.646×10^33焦耳=141600

計算結果表明,地球蘊藏的核能是地球繞太陽運動的動能的141600倍。

(2). 求太陽的核能與其運動動能的比值

太陽的質量為1.989×10^3公斤,太陽繞銀河系中心運動的速度為220公里/秒,也就是2.2×10^5米/秒。根據動能公式,可以求出太陽繞銀河系中心運動的動能E=(1/2)MV^2=(1/2)×1.989×10^30×(2.2×10^5)^2=4.813×10^40焦耳。太陽系行星繞太陽運動的動能比太陽繞銀河系中心運動的動能小得多,可以忽略不計。根據上面的計算結果,太陽蘊藏的核能為1.262×10^44焦耳。

太陽蘊藏的核能/太陽繞銀河系中心運動的動能=1.262×10^44焦耳/4.813×10^40焦耳=2622

計算結果表明,太陽蘊藏的核能是太陽繞銀河系中心運動的動能的2622倍。

從上面計算結果中可以看出,星球蘊藏的核能是它的運動動能的2000倍以上。

3. 推動宇宙運動的根源

由於星球蘊藏的核能是它的運動動能的2000倍以上,所以,如果用星球蘊藏的核能來推動宇宙運動的話,那是輕而易舉之事。除了這個動力之外,在宇宙中再也找不到其它動力來推動宇宙運動了。那麼,星球蘊藏的核能是如何去推動宇宙運動的呢?解決了這個問題,宇宙運動的推動力之謎就被解開了。

根據哈勃定律,目前宇宙中的所有星系都在以極高的速度相互遠離。這是被無數科學測量證實了的。根據這個規律進行倒推,在140多億年以前,宇宙中所有星系都應該聚集到一起,形成密度極大的、 溫度高達幾十億度的球體,稱之為原始火球。至於科學家把這個原始火球描繪成密度無限大的一個點,這就違反了物理學常規,違反了物質守恆定律了。

在這個原始火球里,物質的主要存在形式是中子、質子和電子。在140多億年以前的某一天,這個原始火球突然發生爆炸,它內部的中子、質子和電子被炸飛,以接近光速的速度向四面八方瘋狂逃逸。我們今天的宇宙就是在這次宇宙大爆炸之後形成的。這就是科學界有名的宇宙大爆炸理論。宇宙大爆炸後會遺留下微波背景輻射,科學家已經探測到這種輻射,從而證實了宇宙大爆炸的真實性。

根據宇宙大爆炸理論,在宇宙大爆炸的初期,物質的主要存在形式是中子、質子和電子,所以我們今天所看到的星球和星系都是由中子、質子和電子演變而成的。在宇宙大爆炸之後的一年時間裡,物質的密度非常大,中子、質子和電子被高度擠壓在一起,體積如月球般大小的一團火球,其質量就可能有太陽質量那麼大。為了便於敘述,質量有太陽般大小的火球叫太陽火球,質量有地球般大小的火球叫地球火球,質量有火星般大小的火球叫火星火球,其它以此類推。

在宇宙大爆炸初期的高密度狀態下,物質容易集中而不容易分散。中子、質子和電子轉變成原子的過程是一種由分散到集中的過程,原子轉變成中子、質子和電子的過程是一種由集中到分散的過程。所以,在高密度狀態下,中子、質子和電子轉變成原子的過程就比原子轉變成中子、質子和電子的過程容易得多。正是出於這個原因,太陽火球內部不斷地有中子、質子和電子轉變成原子,這種轉變越來越多,積聚的原子也越來越多,最終導致太陽火球內部的中子、質子和電子幾乎全部轉變成原子。另一方面,在中子、質子和電子轉變成原子的過程中,會把熱能轉變成核能儲存在原子核內,同時由於吸熱而產生降溫。詳情請看我前面的文章。當太陽火球內部的中子、質子和電子全部轉變成原子時,根據能量守恆定律,它吸收的熱能就等於太陽蘊藏的核能。按照上面的推算結果,太陽蘊藏的核能為1.262×10^44焦耳。所以,當太陽火球內部的中子、質子和電子全部轉變成原子時,就需要吸收1.262×10^44焦耳的熱能。

在常見物質中, 水的比熱容最大,其值C=4200焦耳/千克·攝氏度。就用這個熱容比來求出太陽火球吸收1.262×10^44焦耳的熱能時,其溫度下降多少度。太陽的質量為1.989×10^30公斤,根據熱比容公式Q=cm△t,可以求出△t=-151×10^8℃=-151億℃,負號表示吸熱降溫。用水的熱容比來代替太陽火球的熱容比可能偏小了,但也不會小5倍以上。所以,太陽火球至少會降低30多億度。這表明,在太陽形成的初期,太陽中心的溫度和它周圍的溫度會產生30多億度的溫度差。如此巨大的溫度差必定會在太陽的周圍產生擁有強大旋轉力的巨大漩渦,比太陽質量小得多的水星、金星、地球、火星、木星、土星等行星,只要它們在這個大漩渦之中,就會失去自由,跟隨漩渦一起旋轉。因為這個漩渦是在恆星的形成過程中產生的,就稱之為恆星漩渦。在任何一個漩渦中,從漩渦中心到邊緣,物質的運動速度必定是由高到低,太陽系8個大行星的運動規律正符合漩渦運動的特性。這表明太陽系8個大行星繞太陽運動的推動力已經找到,它就是由30多億度溫差引發的恆星漩渦。而產生恆星漩渦的根源就是物質擁有核能。如果物質不擁有核能,在中子、質子和電子轉變為原子的過程中就不會吸熱,就不會產生30多億度的溫度差,就不會產生恆星漩渦。

宇宙中所有恆星、星系的形成情況與太陽系的形成相類似,由此得出如下結論:

推動宇宙運動的根源就是物質擁有核能!

至此,對科學界影響最深遠的宇宙運動的推動力之謎已經被解開!



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