Phi: 宇宙学常数和今天宇宙常数,宇宙学的一对孪生兄弟?
Phy: 两个术语,分别来自现代宇宙学和UPHY。它们字面上有相似之处,宇宙学含义却风马牛不相及。宇宙学常数是一个人为设定的量,发明人是阿尔伯特-爱因斯坦(1879年-1955)。广义相对论于1916年正式发表之后,爱因斯坦先生着手使用他的这个理论对宇宙进行分析。在他的观念中宇宙应该是静态的,为了抵消引力导致的收缩并获得宇宙静态解,他在场方程中人为地添加了一个宇宙常数项,该项由宇宙学常数与度规张量相乘而得。1929年,美国天文学家艾德文-哈勃(1889年-1953年)正式提出哈勃定律,并提供大量天文观测数据证实了该定律。哈勃定律表明,所有河外星系都在远离地球,并且越是远离地球的星系其退行速度越大,宇宙是动态且是膨胀的。在事实面前,爱因斯坦放弃了静态宇宙观念,他十分懊悔并承认,宇宙学常数是他一生中的最大错误。
Phi: 在场方程中不添加宇宙常数项可得到宇宙动态解,据此可先于哈勃观测在理论上预言宇宙膨胀。多好的理论发现机会啊,爱因斯坦先生却画蛇添足,与这一理论发现失之交臂。
Phy: 是的。这是前苏联宇宙学家亚历山大-费里德曼(1888年-1925年)作出的理论贡献。1924年,费里德曼得到场方程的一个动态解,当然是不添加宇宙常数项的解,并根据该解提出了费里德曼宇宙模型,该宇宙模型在理论上成功预言了宇宙膨胀。费里德曼也是大爆炸宇宙论正式提出者---俄裔美国宇宙学家乔治-伽莫夫(1904年-1968年)的老师。
Phi: 这个宇宙学常数,跟爱因斯坦先生开了一个大玩笑。它长什么样?
Phy: 宇宙学常数使用希腊字母Λ表示,且Λ=1.1056*10^-52/m^2,是一个极小的量,小数点后52个零。尽管是爱因斯坦的一个错误,宇宙学常数在现代宇宙学中仍被宇宙学家赋予了新的物理含义,宇宙学常数被认为具有“负压”性质,可用来协助解释宇宙膨胀和加速膨胀。
Phi: 现代宇宙学的假设似乎有些多。引入暗物质假设解释遥远星体运动异常之观测现象,宇宙学常数本身已是假设,却又在此假设基础之上再假设它具有“负压”属性,而此负压属性假设又被假设与另一假设---暗能量相关。此般连环套假设,这般任意增实体,已凸显现代宇宙学理论之穷途末路。
Phy: 女人临产之前会出现多次阵痛,预示新生命要诞生。CST模型的今天宇宙常数则是今天宇宙量子数的近似值,使用英文字母n表示,它是今天宇宙量子数的近似值,是一个纯数值并且是一个大数n=7.7266*10^60。与宇宙学常数不同,今天宇宙常数是CST模型逻辑自洽演绎得出的一个自然而然的理论结果,并且是以宇宙微波背景辐射温度2.7250K作为它的实证性依据。
Phi: 我没明白,今天宇宙常数n=7.7266*10^60,这样一个大数如何跟宇宙微波背景辐射温度2.7250K扯上关系?
Phy: 这涉及UPHY第一定律和UPHY第二定律。CST模型依赖的基础物理理论不是广义相对论,而是UPHY三定律。该模型给出严格证明,宇宙演化赖以的基础物理过程是完备时空过程(CST过程),是诸完备时空(CST)一个接着一个不断产生并累积的量子化物理过程,已经产生的CST累积形成了物质世界(宇宙本体)。UPHY第一定律是对CST过程的描述方程,即宇宙基础方程,由太极方程和宇宙本体方程组成。UPHY第二定律则是基于宇宙基础方程而得到的一组方程,称为宇宙基本方程,由宇宙总体方程、镜像宇宙方程、虚无作用方程组成。无论宇宙基础方程还是宇宙基本方程,都是以宇宙量子数为单一自变量的函数方程。宇宙量子数是一个非零且具有上限的自然数序列,即i=1,2,3,…,n,..,1.008333333…*10^93。其中,i表示宇宙量子数,n表示今天宇宙常数。宇宙量子数的基本含义之一是宇宙已具有的CST总数量,宇宙基本方程对于任一宇宙量子数均成立,也就是说,我们可以根据宇宙基本方程统一求解在任一宇宙量子数下宇宙诸物理量的解,并据此获得宇宙诸物理量统一解。自然地,求解今天宇宙诸物理量统一解必须知道今天宇宙量子数是多少?那么,如何才能确定出今天宇宙量子数呢?
Phi: 问我?不知道。
Phy: 宇宙温度是宇宙诸物理量统一解的一个分项解,在CST模型中宇宙温度即是宇宙背景辐射温度。于是,UPHY作者将宇宙微波背景辐射温度2.7250K作为对今天宇宙的标准采样数据,并根据宇宙基本方程中的镜像宇宙方程求解出今天宇宙量子数,计算结果是7.7265907712…*10^60,取它的近似值便得到今天宇宙常数n=7.7266*10^60。有了这个数值并根据宇宙基本方程就可获取今天宇宙诸物理量的统一解。CST模型计算出今天宇宙30余项物理量的理论值,其准确性和实证性都很好,具体可详见UPHY原理和方程项下No.32 宇宙诸物理量统一解。例如,今天宇宙总质量和今天宇宙半径是该统一解的两个分项解,这两个解非常简单,分别等于今天宇宙常数与恒量质量之积(=4.2145*10^53kg)和今天宇宙常数与恒量长度之积(=3.1254*10^26m)。在CST模型中,今天宇宙常数具有非常重要的作用,可以说,没有今天宇宙常数就没有CST模型关于今天宇宙的所有解。
Phi: 举足轻重啊。今天宇宙常数以宇宙微波背景辐射温度作为物理实验依据,这本身已使得数值n=7.7266*10^60准确且可靠,而今天宇宙诸物理量统一解具有的广泛实证性则进一步证明今天宇宙常数的正确性。除了表示今天宇宙已经具有的CST总数量之外,今天宇宙常数还有其它物理含义吗?
Phy: 我把宇宙量子数的基本含义抄写在这里,你一一对照便知晓。宇宙量子数的基本物理含义:▲表示宇宙已具有的CST总数量; ▲表示宇宙已消耗虚无量的总份数; ▲表示宇宙已具有单位信息的总数量; ▲表示宇宙本体的总时空数值。▲宇宙量子数单向性增大方向对应于宇宙演化方向。
Phi: 第1点已懂。第2点和第3点不懂。第4点嘛,有疑问。第5点明白。宇宙本体即是物质世界,物质世界具有总时空数值?难道今天宇宙等于7.7266*10^60?
Phy: 不是今天宇宙等于7.7266*10^60,而是今天宇宙具有数值属性,而该数值属性可用今天宇宙常数表示。所有物理量也都具有数值属性,如一千克质量的数值属性可以用唯一一个数值表示,这个数值等于1.8333333*10^7。关于物理量的数值属性可查阅UPHY原理和方程项下No.02 时空数值法则。至于第2点和第3点,也不难理解,以后我们讨论CST过程的时候再详谈。
Phi: CST模型用今天宇宙常数7.7266*10^60近似表示今天宇宙量子数7.7265907712…*10^60。严格讲,今天宇宙具有的CST总数量比7.7266*10^60要少一些。对吧?
Phy: 对。UPHY作者之所以取7.7266*10^60作为今天宇宙量子数的近似值,显然考虑到今天宇宙常数的物理学有效期这个问题。该近似值7.7266*10^60可以保证今天宇宙常数在未来4万2千年内保持不变。也即,对宇宙进行物理学分析时可放心使用今天宇宙常数n=7.7266*10^60,它在今后4万2年内不会变化。有效期期满后,将今天宇宙常数调整至7.7267*10^60即可。
Phi: 我计算一下。7.7265907712…*10^60这个数值要是变化为7.7266*10^60,宇宙量子数需增加10^55。一年对应的宇宙量子数增数等于(365天)(86400秒/天)(0.74161984*10^43/秒)=2.33877232*10^50,因而宇宙量子数增加10^55需要的年数等于10^55/2.33877232*10^50=42,757年,约四万两千年。Fucking great! 这才是真正的宇宙常数!