宇宙边界在哪儿?人们仰望星空时往往会想到这个问题,这也是现代宇宙学一直在探求却难以给出确切答案的科学问题。从UPHY角度看,这还真是一个标准的“骑驴找驴”式问题。
现代宇宙学理论无论是大爆炸宇宙论,还是宇宙暴涨理论,抑或拉姆达-CDM模型,均不能给出宇宙物质总质量和宇宙半径的精确解,因而无法确定宇宙在物理上究竟是有限的还是无限的。在这样的理论背景下,现代宇宙学理论无力告诉人们宇宙边界在哪儿,而只能求其次之,借助可观测宇宙的物理尺度(约10的26次方米)给出可观测宇宙边界的大致估算。至于可观测宇宙边界之外是什么?现代宇宙学认为这已经不是有效的物理学问题,而属于哲学问题,物理学不负责回答。现代宇宙学理论对宇宙的物理学理论描述能力没有人们期望的那么强大,不能指望它给出此类问题的正确答案。在宇宙学上给出宇宙边界的准确定义并充分论证宇宙边界,讲清楚宇宙边界的物理学道理,需从如下如下几个方面综合考虑:
1,宇宙总质量和宇宙半径
CST模型给出了宇宙总质量和宇宙半径的精确解,它们属于宇宙诸物理量统一解的两个分项解,其精度与CMB温度2.7250K的精度相同。宇宙总质量系指宇宙全部物质的总质量,并等于宇宙量子数与恒量质量之积。宇宙半径系指从宇宙任一位置到宇宙边界的距离,并等于宇宙量子数与恒量长度之积。据此可计算出今天宇宙总质量等于4.2145*10^53kg,今天宇宙半径等于 3.1254*10^26m。因宇宙量子数是一个具有上限的自然数序列,因而这两个分项解的一般解和今天解都在告诉我们,宇宙在物理上总是有限的。那么,据此我们可以认为今天宇宙的边界位于距地球3.1254*10^26m之处吗?这样理解和定义宇宙边界仍然不准确,原因是:根据宇宙的位置同权性,位于距地球3.1254*10^26m处的观察者同样有权认为地球位于宇宙边界。
2,位置的同权性
在18世纪,德国古典哲学家伊曼努尔-康德(1724年4月22日-1804年2月12日)曾提出一个著名的哲学猜想,被称为哥白尼原则:没有一个观察者(在宇宙中)有特别的位置。根据UPHY第二定律和宇宙诸物理量统一解,可将这个哲学猜想物理学细化和量化为宇宙同权性原理。该原理的基本思想是:宇宙中所有位置宇宙学同权。该原理之下有诸多推论,其中有一条推论为:▲对于任一位置A,实体化宇宙中总存在另一位置B,相对于位置B,位置A位于宇宙半径处。即,实体化宇宙中所有位置均位于宇宙半径处并同时保持它们三维空间位置关系。这种同权性缘于镜像宇宙全同性操作和实体化宇宙具有的10维时空属性。
基于位置同权性,我们可以将宇宙半径处定义为宇宙边界吗?还是不行,因为宇宙半径处因观察者不同而异。严密定义宇宙边界需要知道宇宙边界的物理内涵。
3,宇宙全息图像
根据UPHY第三定律可知,实体化宇宙由宇宙本体和宇宙映像构成。宇宙本体即是物质世界,纯粹由所有各种物质共同组成。宇宙映像即是宇宙全息图像,它是一个全息球面包络,球面厚度为恒量长度,球半径等于宇宙半径。该全息球面包络“包裹着”宇宙本体,且以恒量频率(约10^43Hz)疾速变化。宇宙映像物理表征宇宙本体的全部最新状态,并凝聚成为宇宙本体的物质变化。宇宙全息图像是一个物理界面,人类通过该界面感知和了解宇宙本体,同理于宇宙中的所有物质个体。宇宙全是图像由宇宙中所有全息事件组成,而全息事件则是组成任一“发生事情”的物理单元。因此,宇宙半径处由宇宙全息图像物理表征,所有观察者及其观察到一切均位于宇宙全息图像之中。
4,宇宙边界定义
基于上述,可获得对宇宙边界的严密定义:最新产生的宇宙全息图像是宇宙边界。
根据该定义可推论:所有正在发生的事情均位于宇宙边界;宇宙边界之外是无限量的虚无。
人们长久冥想宇宙边界却不得要领,物理学家们满宇宙寻找宇宙边界却不得其果,而他们就位于宇宙边界!
更多论述可详见UPHY原理和方程项下No.65 宇宙边界。