宇宙的極限半徑是宇宙的史瓦西半徑,即宇宙的最終狀態是乙個巨大的黑洞; 有趣的是,宇宙的史瓦西半徑來源於宇宙的膨脹,這是由宇宙通過自身質量損失提供的能量膨脹引起的,這反過來又形成了宇宙的史瓦西半徑。
史瓦西半徑是任何有質量的物質的臨界半徑特徵值。 它是物理學和天文學中非常重要的概念,尤其是在萬有引力和廣義相對論中。 史瓦西半徑的存在最早是由卡爾·史瓦西在2024年發現的,他發現這個半徑是球對稱、不旋轉物體的引力場的精確解,物體的史瓦西半徑與其質量成正比。
史瓦西半徑的公式為:r=2mg c 2,r為天體的史瓦西半徑,g為引力常數,m為天體質量,c為光速。
實際半徑小於其史瓦西半徑的物體稱為黑洞。 在不旋轉的黑洞上,由史瓦西半徑形成的球面形成事件視界(僅適用於非旋轉黑洞,旋轉黑洞的情況略有不同)。 光和粒子都無法逃脫球體。 也就是說,光子不能離開黑洞的球面,球面光子到球心的距離就是黑洞的半徑,即黑洞的史瓦西半徑。
宇宙在膨脹,宇宙的半徑隨著時間的推移而增大,宇宙的半徑達到最大值,宇宙表面的光子無法逃逸到宇宙表面,宇宙形成乙個具有一定半徑的黑洞。 光子不能離開宇宙表面,也可以說光子不能離開宇宙的球面,同時,宇宙不再向外“傳播”,此時,宇宙球面上的光子到球體中心的距離就是宇宙的最大半徑, 這也是宇宙的史瓦西半徑。我在文章“使用光子的能量科學地計算宇宙的最大半徑”中論證的結論是,宇宙的最終半徑等於宇宙開始時的質量乘以引力常數的乘積,再除以光速的平方。
宇宙最終半徑的數學描述:r=mg c 2,r是宇宙的最終半徑或宇宙的史瓦西半徑,g是引力常數,m是宇宙開始時的質量,c是光速。
黑洞的形成是大質量恆星坍縮的結果,根據角動量守恆定律,我們可以得出結論,這種黑洞旋轉的角速度是極其大的。 因此,這類黑洞的密度和旋轉的角速度都非常大。 宇宙是由膨脹形成的,因此宇宙黑洞的密度和角速度極小。
史瓦西半徑是球對稱、非旋轉物體引力場的精確解,與宇宙的最終狀態非常相似。 由於宇宙的終極狀態是半徑達到最大值,自轉角速度趨於零,幾乎不自轉,因此宇宙黑洞和黑洞的史瓦西半徑的理論計算更接近。 宇宙黑洞和普通黑洞是一樣的,光子無法逃逸各自的表面,區別在於普通黑洞是由坍縮形成的,宇宙黑洞是由膨脹形成的,而普通黑洞是極其緻密的,而宇宙黑洞是極其緻密的。
我們繼續分析:宇宙的最終半徑(或史瓦西半徑)與宇宙開始時的質量成正比,雖然普通黑洞的史瓦西半徑也與其質量成正比,但普通黑洞的史瓦西半徑和質量是宇宙黑洞的史瓦西半徑和質量的兩倍。 事實上,兩者的機制是一樣的。 普通黑洞的史瓦西半徑是由普通黑洞本身的質量形成的,而宇宙黑洞的史瓦西半徑是由宇宙開始時質量損失的一半形成的。 也就是說,宇宙黑洞也是宇宙形成史瓦西半徑時的質量,進一步分析和論證如下:
在我的文章《利用光子的能量科學計算宇宙的最大半徑》中,我論證和分析了光子是絕對能量粒子,光子的能量是mc 2。 光子的能量是動能和勢能的總和,宇宙內部光子的勢能非常複雜,但在宇宙的邊緣,光子的勢能只是引力勢能,光子的能量等於引力勢能和動能之和。 數學描述:MC 2 = MC 2 2 + MGR,其中M是光子的質量,C是光速,G是宇宙的引力加速度或宇宙的引力常數,R是宇宙的最終半徑。 推論:當宇宙達到其最大空間半徑時,光子的引力勢能等於光子的動能,即mgr=mc2 2。
宇宙的變化是質量和能量的轉變過程。 根據愛因斯坦的質能方程 e=mc 2,其中 e 是能量,c 是光速,m 是損失的質量。 當宇宙的質量損失是宇宙開始時質量的一半時,宇宙的剩餘質量也必須以光速運動,剩餘質量也將以光速運動,不再有質量和能量的轉變,宇宙的質量達到最小值, 宇宙的質量不再減小,宇宙的空間半徑達到最大值,這個最大值就是宇宙的史瓦西半徑。使用宇宙表面的光子,對於這個光子,必須有乙個等於動能的引力勢能:mgr = mc 2 2,方程 r= c 2 2g - (1) 通過簡化得到,其中 g 是宇宙的引力常數。 根據萬有引力定律,我們可以計算出宇宙的引力常數 g=mg 2r 2 – (2),其中 g 是引力常數,m 2 是宇宙開始時質量的一半。 求解聯立方程(1)和(2)得到r=mg c 2。 也就是說,宇宙的最終半徑等於宇宙開始時的質量乘以引力常數除以光速的平方的乘積。
結論:宇宙的最終半徑,即宇宙的史瓦西半徑,是由宇宙開始時損失的一半質量形成的,揭示了宇宙膨脹的原因; 黑洞的史瓦西半徑是由黑洞的現有質量形成的。 愛因斯坦的質能方程告訴我們,質量損失可以轉化為能量。 極其巨大的宇宙通過自身質量的損失來提供能量,從而膨脹自己,這反過來又形成了宇宙的史瓦西半徑; 相對於宇宙質量較小的天體,例如大質量恆星,通過體積縮小形成自己的史瓦西半徑。