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量子引力理論

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物理理論,量子是物質粒子的非連續運動,而所有的量子困惑都起源於這種非連續運動。 量子理論與引力的結合,即量子引力理論,目前還處於研究階段。

1 量子引力理論 -概述

量子引力理論量子引力

 宇宙存在三級量子,恆星、中子星、黑洞、宇宙奇點四者之間存在體積、能量、質量、密度方面的巨大差異,可以斷定它們是由三種不同量級的量子組成,恆星由原子組成,中子星由粒子(中子)組成,黑洞由引力子組成,宇宙奇點由奇子組成。從宇宙奇點看,引力子、粒子、原子都有一種泡沫結構,我們對其中的原子泡沫已很熟悉,從中子星向黑洞、宇宙奇點反推上去,粒子、引力子的內部還是很空曠的。

 

量子引力理論中子星-內部結構模型圖


 

2 量子引力理論 -基本信息

量子引力理論光子-內部結構模型圖

由於目前的科技水平所限,我們無法在人工實驗室中分離出電子、光子、夸克、引力子的亞結構,但卻可以利用宇宙天體這一天然實驗場,用大量的原子或粒子或引力子構成的天體來研究物質的亞結構。當恆星塌縮成中子星,既可知中子是原子的構成材料之一,這是我們已知的。當中子星塌縮成黑洞,既可知引力子是中子等粒子的構成材料之一,黑洞是純引力天體,是純引力子的世界,當吞噬了宇宙大部分物質的宇宙黑洞塌縮成宇宙奇點時,既可知奇子是引力子的結構材料之一,黑洞奇點和宇宙奇點在能量、質量、密度、溫度方面存在極大差異,且黑洞奇點產生向內的力,宇宙奇點產生的是巨大的向外爆發的力,所以,引力子和奇子不可能屬於同一級量子。

量子引力理論引力子-內部結構模型圖
量子引力理論電子、夸克-內部結構模型圖



量子引力理論原子核(上半圖:含中子,Π介子,質子)-內部結構模型圖

構成宇宙萬物的原子之內是很空曠的,原子核的直徑約為原子直徑的十萬分之一,相當於標準足球場中心的一粒大豆,電子相當於足球場外圍的幾粒沙子,請大家切記原子與質子的大小之比,這種真實差距將凸顯傳統原子模型的致命缺陷(這種對比實驗最好到足球場去做,圖中的原子與原子核大小之比已嚴重失真)。當1.45個太陽質量的恆星死亡后,被自身引力壓縮成直徑10公里的中子星,這時星體的主要成分是中子,如果該中子星不斷吸引空間物質,當達到一定質量時,會被自身引力壓縮成極小的黑洞,這說明與中子同類的粒子之內也是很空曠的,在黑洞中任何粒子都被壓縮成更小的量子――引力子。黑洞里有什麼?起碼有它自己,大量的引力子。

量子引力理論原子(含電子,質子,中子)-內部結構模型圖



恆星的平均密度是1gcm-3,當恆星塌縮成白矮星,其平均密度是107gcm-3,由電子的簡併壓力和引力相平衡。質量大於1.2個太陽質量的白矮星不可能穩定,電子和核內的質子組合成中子,成為中子星。中子星的密度為1014gcm-3。中子星靠中子簡併壓來支撐。質量大於3個太陽質量的中子星不可能穩定,會進一步向內塌縮,成為黑洞。

量子引力理論白矮星-內部結構模型圖



電子與中子的簡併壓力實質上是一種與引力對抗的斥力,是反引力場的一種體現。

在中子內,既有強核力、弱核力,又是由正質子與負電子聚合而來,因此中子是強核力、電磁力、弱核力的聚合體,在中子星內,上述三種力聚合到中子內與引力作最後抵抗,也就是說在中子星中強核力、電磁力、弱核力已逐漸走向統一(在本文中「引力」即是指「萬有引力」強核力又稱強力,強相互作用,電磁力又稱電磁相互作用,弱核力又稱弱力,弱相互作用. 下同)。

原子、粒子、引力子都有一種泡沫結構,支撐這些泡沫的關鍵因素是速度,電子的光速支撐著原子泡沫,而引力子級物質必須以超光速運行才能維持以光速運行的光子、電子等粒子級物質的結構穩定,而奇子必須以超超光速才能維持引力子泡沫的結構穩定。

原子的直徑約10-8厘米,電子的直徑約10-16厘米,由此反推上去,引力子的直徑約10-24厘米,奇子的直徑約10-33厘米,與普朗克尺度相當。

將太陽壓縮成一個直徑2.95公里的球體,就成為黑洞,這時中子泡沫被壓碎,沒有什麼力量能阻止它進一步向內塌縮,如果按引力子的實際體積,一個太陽質量黑洞的引力子總體積只相當於一個直徑為10-2厘米的球體。

如果將地球壓縮成一個直徑8.9厘米的小球體時,就成為黑洞,如果按引力子的實際體積,地球黑洞的引力子總體積只相當於一個直徑為8.9×10-8厘米的球體。

由原子構成的地球之內是如此的空曠,那我們看到的世間萬物是什麼?是電子以接近光速圍繞原子核運行所形成的幻象。

量子引力理論宇宙大爆炸之初(10-43秒),最先生成的11維超引力場-模型圖

作為宇宙最強大的、無所不在的引力的載體—「引力子」—是必然存在的,由於引力子只產生一種弧線向內的力,一種引力子不能組合出各種粒子,必然還有一種與引力子同級的物質產生相反的力,才能支撐住粒子泡沫,當溯源到宇宙大爆炸之初(10-43秒),引力是最先生成的,根據對稱性原則,與引力子同時生成的必然還有一種同量對稱的反引力子,它是反引力的載體,這些反引力子不可能消失,那現在它們又在何處?要回答這個問題,就要看引力時刻在與誰抗衡著,無疑是強核力、電磁力、弱核力,它們的載體是各種粒子,由此可知反引力子和引力子是所有粒子的結構材料,強核力、電磁力、弱核力是由反引力分化而來,所有粒子都是引力與反引力對立統一的平衡體。

從黑洞與宇宙奇點之間巨大的質量、密度、能量、溫度差異看,宇宙奇點中的奇子是引力子和反引力子的結構材料之一,但一種奇子不可能組合出引力子與反引力子這兩種性能差別很大的物質,引力子產生弧線向內的力,反引力子產生直線向外的力,根據對稱性原則,以及從奇子的子代(引力子、反引力子)和孫代(各種粒子)的性質和結構中可反推出奇子有兩種:正奇子和反奇子。正奇子產生直線向外的力,稱為「正奇力」,反奇子產生弧線向內的力,稱為「反奇力」。引力子中的反奇子略多於正奇子,即反奇力大於正奇力,使引力子總體上產生弧線向內的力,即「引力」;反引力子中的正奇子略多於反奇子,即正奇力大於反奇力,使反引力子總體上產生直線向外的力,即「反引力」;因此一個引力子產生的引力等於其內的反奇力減正奇力,一個反引力子產生的反引力等於其內正奇力減反奇力。正奇力與反奇力不能獨立存在,只有同時存在這兩種相互制衡的力,才能形成穩定的引力子、反引力子,才能形成穩定的宇宙萬物。

正奇子、反奇子沒有結構,是一種類點能量(點狀能量),只是運行軌道不同,在黑洞的巨大壓力中,反引力子中的部分正奇子會改變運行軌道,成為反奇子,從而使反引力子轉化成引力子。從體積為0的「宇宙奇點」看,奇子有兩態,一種是有形的正、反奇子,一種是無形無體積的「數學奇子」,一種信息態,代表能量「E」,信息是無形無體積的,當宇宙黑洞塌縮成宇宙奇點時,正、反奇子在極大的引力慣性作用下,融合成無體積的「數學奇子」,正奇力與反奇力統一成「奇力」,也就是說,所有的宇宙力在宇宙奇點中都統一成一種力—「奇力」,宇宙萬物統一成一種能量,並且形成新的宇宙大爆炸,宇宙新的輪迴。「物質、能量、信息」是宇宙中同一事物的三個面,物質即是能量,物質中同時包含各種信息,即「物質=能量=信息」。

3 量子引力理論 -反引力分化理論

量子引力理論正負電子對-內部結構模型圖
強核力、電磁力、弱核力是由反引力分化而來

正負電子對撞時先轉化成一個虛

,如果對撞能量比較低,則虛光子將變成一對正負電子或一對μ子,如果能量很高,虛光子會變成一對正、反夸克,當能量剛好達到某個矢量粒子的質量附近(稱為該矢量粒子的產生閾)時,正反夸克對會形成束縛態,如果能量再高則共振態不會形成,正反夸克會背對背地飛離開來。


質子組分的夸克與另一個質子(或反質子)中的反夸克轉化生成虛光子,然後虛光子產生一對輕子,這個過程剛好與輕子對轉化產生夸克對相反。

光子可以由正、反質子或正、反電子相撞轉化而成,反過來,光子相撞也可以轉化成正、反質子或正、反電子,同時正、反電子可轉化成正、反中微子,上述過程都是可逆的,而且介子、超子等所有不穩定粒子都會衰變成光子或中微子,所以組合成光子、電子、中微子、夸克、質子、中子及所有不穩定粒子的結構材料都是相同的,那就是反引力子和引力子。


各種粒子就象放在不同大小的杯子里的水,將兩個不同杯子里的水(兩個粒子)倒在一起就能形成另一杯或兩杯水(另一種或兩種粒子),反引力子和引力子就象水中的原子,這與在核聚變、核裂變中的原子相互轉化類似,原理相同。粒子不可能是物質的最基本單位,物質的最基本單位有一個必要特徵:無論怎樣撞擊它都不會轉化或破碎。而粒子間的相互轉化非常頻繁。

強核力、弱核力在原子核附近的發力機制屬一種短程力,但這種短程力對外界產生影響時,都全部轉化成長程力,以光子為載體,如太陽輻射的巨大能量主要來自強核力。所以可以視強核力、弱核力、電磁力都有一個從短程力向長程力轉化的過程,這種短程力表現為在原子內的發力機制,將原子比作一把槍,槍內使用同一種火藥,但火藥量不同,點燃火藥方法不同(相當於強核力、電磁力、弱核力的不同發力機制),但射出的子彈都是相同的,光子就相當於槍內的子彈。

W±、Zº-內部結構模型圖W±、Zº 玻色子-內部結構模型圖


傳遞強核力的π°介子,傳遞弱核力的中性玻色子(Zº)都會很快衰變成光子,π+與π- 碰撞會轉化成光子,W+與W-碰撞也會轉化成光子,而傳遞電磁力的也是光子,因此在光子中,強核力、電磁力、弱核力是不分的,是統一的,π±、πº、光子、W±、Zº是反引力與引力對抗中的不同態。光子可以生成正、反夸克,正、反電子,正、反夸克可以生成正、反質子、中子及其它重子,正、反電子碰撞可以生成正、反中微子,也就是光子中的反引力可以分化成強核力、電磁力、弱核力。

4 量子引力理論 -質子、電子生產流水線

在粒子世界千變萬化的表象下,隱藏著一種粒子級物質相互轉化的程序,或者稱粒子轉化的規律,就象一條生產流水線,我們知道工業生產流水線就是在執行一種電腦程序。這條「質子、電子生產流水線」的生產原料是「質子、電子」,能源是「引力、強核力、電磁力、弱核力」,這條流水線生產出的最終產品都是穩定的光子和中微子。質子、電子生產出的中子在核聚變、核裂變中有重要作用,就象槍內的撞針,流水線中必要的摧化劑。除質子、電子、中子、光子、中微子外的所有粒子都是生產過程中的半成品,所以它們都是極不穩定的,壽命極短,最終轉化或生產出的還是光子或中微子,我們在各種加速器中發現的新粒子都是上述流水線生產過程中的半成品,這條流水線還能將多餘的生產原料「質子、電子」吐出來。穩定是粒子、原子、分子等宇宙物質的常態,各種不穩定的粒子是生產過程中的中間態。在不同能量級的加速器中產生了很多使人眼花瞭亂的半成品(各種不穩定粒子),我們絕不能被這些表象所迷惑,實際上只是質子、電子在不同能量環境中執行不同的程序,就象用不同的力搖晃「萬花筒」,可以看到千變萬化的花圖(相當於整個粒子大家族),但實際上「萬花筒」只是由幾張彩色紙片組成(相當於質子、電子、光子、中微子等穩定粒子)。在一定條件下,這條生產流水線可以逆運行,即光子和中微子可以生產出電子和質子,最常見的是光子碰撞可以生產出正、反電子或正、反質子。在自然科學領域,最簡單的解釋往往是正確的。宇宙的本質是質樸的。

5 量子引力理論 -物質的幻象性

物質的幻象性可以拿電風扇作類比,一個原子就象一台電風扇,原子中央的原子核就象電動機,原子核外的電子就象電風扇的葉片,當電風扇沒有轉動時,我們可以看見風扇葉片旁的空間大部分空的,如果電風扇快速轉動時,我們就看見葉片旁的空間被葉片轉動形成的幻象所填補,如果將電風扇的最高轉速再提高1萬倍,我們就根本感覺不到葉片在轉動,而當葉片形成的幻象是一種有質感的物質的一個面。而實際上原子幻象比電風扇的幻象程度高得多,原子核與電子在原子中所佔空間只有電動機與葉片在電風扇幻象中所佔空間的1/107,但電子卻是以接近光速轉動,速度是葉片轉速的3×1010倍,任何可見的物質都象無數個微型電風扇一起快速轉動所形成的幻象。物質的幻象性,可從X射線、γ射線的高穿透性中看出來,我們看到的上述射線的成像,正是物質幻象被穿透后形成的,而中微子則能穿過更大厚度的物質幻象。

6 量子引力理論 -引力子級、奇子級物質的「質能方程」

從原子泡沫的結構可知,支撐原子泡沫、粒子泡沫、引力子泡沫的關鍵是速度,從結構穩定的角度看,反引力子與引力子必須超過光速很多倍,才能維持電子、光子泡沫的穩定性,正奇子與反奇子的運行速度必須是超超光速,才能維持引力子、反引力子泡沫的穩定性,如果光速運行的光子中的反引力子與引力子也是以光速運行,那光子在運行中早已分崩離析。

為什麼光速是粒子級物質的速度極限?因為超過光速就會造成光子中超光速的引力子和反引力子運行不穩定,這種不穩定會使光子運行速度變慢,當光子回到光速時,也就回到了光子中引力子和反引力子運行的最佳狀態,這就是光速恆定的原因,光速恆定性更說明光子有結構。

引力子的超光速和奇子的超超光速與筆者提出的下列疑問緊密聯繫在一起。為什麼原子象一個「永動機」?為什麼原子的壽命這麼長?是什麼能量支撐著電子以接近光速圍繞原子核旋轉1033年以上?如果是原子核能(已知的最高能量級),用E=mc2方程計算,原子將在300年內耗盡能量,電子掉進原子核,這顯然是荒謬的,就算按玻爾假設的電子運轉時不向外界輻射能量,那也得有一個使電子轉動的動力源。

為什麼類星體的能量這麼大?它的能量從何而來?

3倍太陽質量的黑洞在塌縮過程中經歷了從恆星到白矮星、中子星到黑洞的階段,經歷了原子泡沫破碎、粒子泡沫破碎,原子泡沫的電子光速(c)與原子速度極限(h)(即超過此速度,電子就會脫離原子核),與支撐粒子泡沫的反引力子速度(b)有緊切關係,從結構穩定角度看,只有c/h≤b/c 才能維持光子、電子在光速運行中的結構穩定,因此引力子級物質必然是超光速的。得出引力子級物質的質能方程E2=mb2,這正是類星體的巨大能量來源。類星體的中心是一個大型黑洞,類星體能量是太陽核聚變能的1016倍,粒子級物質的質能方程E=mc2,在此失效。並由此推測引力子級物質的速度(b)大概相當於107—108倍光速,面對這種速度,難怪牛頓認為引力是超距作用的,也使得愛因斯坦在「EPR爭議」中認為,在光速運行的粒子之間存在「超距作用」。

原子速度極限「h」的測定:取3倍太陽質量的恆星所能聚合成的最重原子(如碳、氧、氮),將這些原子放在真空環境中加速到所有電子脫離原子核時的最高速度。

類星體是一種形成於宇宙大爆炸早期(100多億年前)的不穩定星系,當時是類星體的繁榮時期,不僅數量多,而且能量大,活動劇烈。這些類星體的中心有一個質量相對於穩定星系中心黑洞還較小的黑洞,這種類星體中心黑洞不能完全將吸入的大量恆星物質(原子、粒子)壓碎後轉化成引力子,所以未消化的那部分粒子以接近光速與超光速的反引力子流從黑洞引力場軸兩端噴出,使整個類星體以接近光速(0.9c)在空間中運行,如果沒有反引力子與引力子的超光速就不可能使巨大的類星體以接近光速運行。在類星體上出現了二種能量同時迸發,第一種是圍繞黑洞的恆星將自身核聚變速率提高近百倍,第二種是黑洞壓碎粒子后未能有效將全部反引力子轉化成引力子,使部分反引力子從黑洞引力場軸兩端噴出,服從E2=mb2方程,這部分能量是最大的。但最終必將是黑洞引力場取得勝利,類星體演變成穩定星系。

類星體、活動星系和穩定星系的中心都有噴射物質現象,這種噴流現象與星系中心黑洞質量有很大關係,即黑洞質量小,噴流多,黑洞質量大,噴流少,因為大部分粒子和反引力子已被黑洞引力場轉化成引力子。

引力子泡沫是極難壓碎的,就連1015個太陽質量的巨型黑洞也不能將引力子壓碎,只有當吞噬了宇宙大部分物質的宇宙黑洞才能將引力子壓碎,使引力子塌縮成正、反奇子。

速度支撐著物質泡沫,那正、反奇子必須以超超光速才能支撐引力子泡沫。筆者提出了支撐引力子泡沫的正、反奇子速度a 等於b乘以宇宙總質量(1056)除以3個太陽質量(1034),約等於b x1023 。 得出奇子級物質的質能方程是E1=ma2,這正是提供原子中的電子圍繞原子核運行1033年以上的不竭動力源泉,這也是宇宙大爆炸的超級能量之源(原子壽命的下限是從「質子壽命」的實驗中推導出來的)。

7 量子引力理論 -提出疑問

正如牛頓苦思一個似乎天真的問題,蘋果為什麼會掉在地上?最終發現了「萬有引力」,筆者對一些人們熟視無睹的現象提出疑問,太陽的引力為什麼這麼大?是因太陽的質量大;那太陽是由什麼構成?太陽是由氫氦原子構成。很明顯太陽總質量等於其內原子質量之和。在太陽中,強核力、電磁力、弱核力時刻在與引力抗衡,而且強核力、電磁力、弱核力三者之和必須等於引力,星體才不致被引力壓塌,才能維持太陽的穩定。強核力、電磁力、弱核力產生向外的力,引力產生向內的力,四者的對抗形成長期平衡,即「引力=強核力+電磁力+弱核力」。強核力、電磁力、弱核力都在原子之中,那引力也必然存在原子中,那太陽的引力等於其內每個原子輸出的引力之和。

在宏觀宇宙中,我們已證實在引力、強核力、電磁力、弱核力四者中,引力是最強大的,它在四種宇宙力中始終佔主導地位,在它的作用下形成星系團、星系、太陽系、恆星、行星,它使得千億顆恆星繞著銀河中心旋轉,它將太陽束縛成熾熱的火球,它使得我們每個人能生存於地球上,它使得宇宙萬物能夠存在。

引力在宏觀宇宙中始終佔主導地位,宏觀物質是由微觀物質組成,宇宙中的主角「恆星」、「行星」都是由原子構成,那引力必然存在於原子之中,而且每個原子的引力等於該原子內的強核力、電磁力、弱核力之和。

從恆星到白矮星、中子星、黑洞的演化中,我們可以看到引力在與強核力、電磁力、弱核力的對抗中,逐步取得階段性勝利,並最終將強核力、電磁力、弱核力與引力統一,成為純引力的黑洞。

引力是宇宙最強大的存在。宇宙中的恆星、行星都是引力與強核力、電磁力、弱核力對立統一的平衡體,它們構成了可見的宇宙。為什麼這種在宇宙佔主導地位的引力一到人類居地的地球的微觀物質中就失蹤了呢?這隻不過是人類的認知水平問題,引力無處不在。

人們將引力排除在微觀物質之外,認為引力在微觀物質中可以忽略不計,必將重蹈「地心說」的覆轍,兩者都是以不科學的觀測手段作出了錯誤的判斷。

按照現有原子理論的邏輯,如果將太陽分割成無數個籃球大小的物體,那這些籃球大小物體的總引力就變得只有強核力的1/1040,這顯然是荒謬的。合理的推論是:太陽是由原子構成,強核力、電磁力、弱核力都存在於原子中,那引力也必然存在於原子中,且引力等於強核力、電磁力、弱核力之和。原子中也確實存在這種引力,只不過因人們過去不了解引力的性質,將這部分吸引力歸到了強核力中,實際上強核力只是一種強大的斥力。

原子所擁有的引力與強核力、電磁力、弱核力相當,原子就是一種引力與強核力、電磁力、弱核力相互對抗的平衡體,在無干擾的環境中,這種平衡可以保持1033年以上。

我們知道能量是守恆的,當宇宙進入黑洞期,宇宙原有的強核力、電磁力、弱核力都已與引力統一,也就是說宇宙中引力子的能量總和即是宇宙總能量。引力怎麼可能象過去認為的那麼小。引力是宇宙最強大的存在。
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