《宇宙深处》(36)
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需注意的是,此时的构成压力波的元素十分复杂,与前面激波以氢氦等轻元素为主不同,应该有各种不同的重元素,这就是上面说到的那些喷嚏中的菌落群。
产生重元素的原因,是当爆炸发生的那一刻,主要的爆炸成分氢元素会破裂成为氦元素,接下来,部分氦元素也因暂时的‘滞留’,被向内压力破裂,生成锂元素,随后是铍、硼、碳、氮乃至铁等重元素。
由于冲击波在前面已将周边荡涤成类似‘无人区’的低熵状态,因此随后而来的动能以压力波形式向周边扩散,使已经是低熵区域的空间在霎那间充满了压力波,其扩散速度就更是所向披靡,一路无阻地追上还在前面磕磕碰碰的引力波这个‘开路先锋’,并对引力波造成扰动,甚至覆盖,或混淆在一起,导致现在人们观察原初引力波时十分困难。
对于原初‘引力波’的称谓是值得商榷的。因为当爆炸发生后,爆点对外产生的是冲击波,在冲击波中夹杂着破碎的天体物质。
这时,破碎物质的动能与冲击波的动能相比,显然不能相提并论。在破碎物质体积和质量未达到一定规模和级别时,引力波尚不能显现出来。反过来说,如果真的是引力波,那在引力波的边界处,应积聚了很多原初天体物质,就像煮汤时,汤水沸腾后,可以见到浮在汤水表面的一层物料或浮油,会被挤压到锅的边沿,并在锅壁积聚起来的情况相似。
所以,我们现在观察到的所谓引力波印记应该是‘牵引波’、也可称为‘激波’的印记。
形成牵引波的原因是:在冲击波形成后,爆点的周边的一切物质会被冲击波牵引和拽着一起向外扩展,就像用一根水管冲击水平面会形成一条湍流,浮在这湍流两边的杂物,会在水面随着湍流向前流动的情形是一样的。
我们现在花这么大的人力物力来寻找和观察原初引力波,或称原初牵引波。倒不如改为观察原初压力波,同样能掌握宇宙早期的发展情况。因为,原初压力波是在爆炸之后的零点零零零几秒内再次形成,其能量释放更彻底。它在前一次牵引波将周边荡涤过后,已没过多的障碍物阻挡它,因此它的更能表现宇宙爆炸的原始状态,其形成的波形波幅也更为完整,历时会更长,影响更为深远,信息更准确和全面。彭罗斯教授观察到的‘同心圆’,应该就是这种压力波,但它不可能是在大爆炸前就形成的,相反应该是在大爆炸后由气相压力造成的。
据观察,这种同心圆还有红、蓝等不同的颜色。如能确认,那红色部分应是由第一次冲击波中破碎的天体物质组成,蓝色部分应是由第二次压力波中的气相物质组成。
当气相压力波中的气相重元素粒子经过漫漫的低熵区域后,原来的高温与低熵在不断接触中,开始发生冷凝反应,压力波中的各种重元素成分由气相逐演化成固体粒子。这样,压力波粒子就明显地呈现出波粒二象性。
随后这些粒子又像一个冷静下来的人,放慢了在宇宙中的奔跑速度。最后,当它彻底走不动时,个别粒子就会从压力波的队伍中开小差,到处飘荡,有的就溜到宇宙各种天体中做客,或者说它被宇宙的各种天体所挽留。
这就是为何我们地球的卫星---月球虽然没发现它最近发生过火山爆发,但其表面却有大量的重元素的原因。月球上的这些重元素一定是在一次大爆炸后形成的、并在宇宙中游荡至疲劳后、主动或受邀到月球上做客的。
因此,认为重元素不可能在宇宙空间存在,只能在星球内部的压力场中产生的观点也是值得商榷的。
下面我们再回到大爆炸的话题。
当爆炸发生后,在原爆的零点区域,会因原来的高压和超高压经过两次的彻底释放后,在瞬间转化为超低熵状态,形成宇宙学上的虚空状态。这情形与有些人在体力透支后,会突然出现虚脱状态,整个人四肢发冷,昏死过去的情形是一样的。
宇宙学上有‘虚空’和‘热寂’状态,意思是什么都没有的超真空和低于零K温度的超低熵状态。这状态在中国哲学先贤表达为:太虚。用汉语表示就是‘炁’。这个比喻可能不够准确,但意思还是相近的。
当爆炸发生后,它产生的能量在瞬间扩张,使周边的物质,不论是明亮天体还是暗物质都受到扰动和压缩,它们由原来的低熵变为高熵。而暗物质也会出现相变,程度轻者会有不同的射线发出,重者可能会发出强光。这时候,是发现和观察暗物质的最佳时机。
若爆炸在四面八方同时发生,那受到压缩的低熵区域会承受超高压的能量压缩,一下子变成超高熵区域,成为‘热生’状态。这种压力达到一定的程度,又会引起新一轮的爆炸,宇宙就是在这种不断循环中演变的。
因此,现在银河系、河外星系或总星系的面貌,是在经历过N次爆炸后形成的。
目前,我们的观察范围还是很有限的,能发现最远的天体在300亿光年左右。前面提到的那些被新观察到原初引力波的涟漪,也不过140亿年而已,再远就看不见这些涟漪了。但在我们地球人观察范围外,有更古老的天体,有上千亿年,甚至是不知是多少N次方的万亿年。用这一百几十亿年的时间长度与之相比,是微不足道的。有如将芥子和目前能观察得到的最大天体---大犬座的vy星相比,甚至可能连芥子也算不上。
可以肯定的是,上述的引力波的动能逐步衰退后,但其涟漪还是可继续向宇宙深处的几百亿光年,甚至上千亿光年外荡漾的,并使大多数星系,包括银河系、及其中的太阳系,都像附在这些涟漪上向处飘荡的星系浮萍,随波逐流地不断向外飘,导致我们在可观察得到的宇宙空间,在整体上都出现了红移的现象,这就是为何在整个可观察的宇宙中,各星系都在互相远离的原因。
1929年诞生的哈勃定律,揭示了宇宙是在不断膨胀的,而且这种膨胀是一种全空间的均匀膨胀,视向速度与距离之间成大致的线性正比关系。哈勃发现的这种均匀的膨胀现象,也可理解为整体红移。
这种因爆炸而产生的红移现象在小范围内,是宇宙中常见的现象,也是前面提到的造成膨胀现象的主要原因之一。
而在更大尺度的层面,宇宙天体的红移现象是由另外更关键的原因造成的,而且是更具‘终极’和‘永恒’的原因。这一点,我们在后面会进行阐述。
需强调的是:这里强调了一个‘可观察’的说法,是因为我们目前所能认知的宇宙还局限在一个特定范围,超出这个范围,或者在另一个方向观察,就可能是另一种现象,比如:蓝移。
当在星系围绕同一个原爆中心时,与爆点另一侧的星系被观察到的红移远离的速度,会大于同一侧的星系,相距越远,红移率越高,相当于哈勃定律中的‘线性正比关系’。同一侧的红移率可用哈勃常数测定。另一侧的比率应是:一侧的速度乘以2。
同时,由于爆炸涟漪的动能对周边所有天体的作用大小是一致的,所以,当我们发现越远的星系红移现象越明显时,就应意识到,在我们与该星系间的宇宙空间中,之前一定发生过天体爆炸,才会导致这现象的产生。中间经历的爆炸次数越多,红移现象就越厉害。
目前,最新观察到的、最遥远星系的红移为7。51,这说明我们这星系之间的宇宙中间,曾经发生过多次的爆炸。这是其一。
其二是:质量和体积不同的天体在相同的动能作用下发生位移时,越大的天体,位移的相对速度在观察中你会感觉到越高。其发生多谱勒效应的视觉表象会存在极大的差异。越大的表象越震憾、越夸张,越小的表象越没感觉、越不在乎,甚至会感觉不到。
比如:一张4A的打印纸在你面前近距离以10米/秒的速度向你奔过来,你可能会不以为意。但这张纸若换成是辆汽车,‘轰’的一声向你冲过来时,你可能会吓得落荒而逃。再比如:一列火车在你面前几米之间呼啸而过,你会感到其气势迫人,恨不得跳开几步。但这列车的速度最高也就在90-350公里/小时之间。但宇宙中有无数的粒子时刻都在穿越我们的身体,我们却感觉不到,该干什么就干什么,但要知道,这些粒子的速度堪比光速的呢。
上面的事例属于蓝移现象,但放在红移身上时,道理也是一样的。
所以说,对红移速度的测算,要根据质量和体积的不同,排除视觉和感觉上的误差。
此外,若一颗子弹以光速射向人体,理论上这颗子弹应该不为这个人所感知的,但实际上也可能这个人会被击得粉碎。当然,这只是个猜测,属于题外话,千万不要试。