―當代物理主流理論的常識悖論之二十五
作者 茍文儉
【導言】：物理理論的某種命題或觀念，如果與它自身涉及的基本事實完全矛盾，又違背了推理的邏輯常規(guī)，就稱是物理理論的常識悖論。
本文要陳述的，就涉及了當代物理主流理論的第二十五個常識悖論。
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早在上世紀40年代，美國的天才的物理學家喬治?伽莫夫（G.Gamov）、與他的學生一道把相對論引入宇宙學研究后，就提出了熱大爆炸宇宙學模型。伽莫夫推斷說：宇宙大爆炸后隨膨脹降溫，在核子與電子結合成中性原子后，那時的光就會一直保留并遺留至今，對此他稱是宇宙背景輻射，并推算說今天遺留的宇宙大爆炸光的溫度應低于10 K。
在上世紀60年代，美國天文學家彭齊亞斯和威爾遜通過廣泛的天文觀測發(fā)現(xiàn)：在宇宙空間的各個方向，都有相當于3.5K的熱輻射。從那以后，科學家們又用了特殊的人造衛(wèi)星，做了更精確的測量，得到的結果是：宇宙空間各個方向都有與T=2.725 K的普朗克(Planck)?體輻射譜高度相符的輻射，稱是宇宙微波背景輻射，本文也簡稱是微波背景輻射。
宇宙是在一次大爆炸中創(chuàng)生的宇宙標準模型已是主流，人們自然也都會把上述的微波背景輻射與伽莫夫的宇宙背景輻射相聯(lián)系，認定了這2.725 K的微波背景輻射，也就是宇宙大爆炸的證據。
（二）
認為微觀背景輻射來自宇宙大爆炸，其主要依據是如下三點：
1、2.725 K的輻射溫度、與伽莫夫的所述的應低于10K的溫度一致。
2、由于在不同波段上測量的微波輻射強度，都與2.725 K的?體輻射譜高度相符，表明輻射源有高度的熱平衡，而現(xiàn)實有星系的宇宙不可能是高度熱平衡，只有早期宇宙才可能有這種熱平衡的輻射源。
3、由于要形成星系，宇宙早期的背景輻射(密度或溫度)就應有微小起伏。通過理論家們對觀測結果的反復修正，在假定有暗物質暗能量的條件下，精確計算得到的微波背景輻射的溫度起伏、與通過衛(wèi)星觀測到的結果完全相符。
在滿足哈勃定律形成于多普效應的條件下，主要根據2001年發(fā)射的威爾金森微波各向異性探測器(WMAP)所得到的觀測數(shù)據，理論家們對伽莫夫的宇宙模型主意有如下修正：
1、今天觀測到的微波背景輻射來自宇宙創(chuàng)生約38萬年的時期。那時宇宙的溫度已降低到了約3000K，光子成分主要是低能的，它們不會被中性原子吸引。
2、宇宙起始于137±2億年。從38萬年至今因宇宙膨脹尺度增大了1100多倍，那時遺留的那些光的波長被同步拉長，溫度也就因此從原來的3000K降低到了2.725K。
3、參與宇宙降溫膨脹的物質中，有23％的暗物質，73％的暗能量，4％的普通物質。但對這么巨量的暗物質暗能量到底是什么現(xiàn)在不道。
（三）
依照宇宙標準模型的空間膨脹降溫，就很容易理解對光傳播的如下兩點說明：
1、今天我們規(guī)定的量度長度的單位量x0、同樣也要在宇宙膨脹中做同步變化，測量值始終都還只能是1個單位量。因此對單列光，雖然在宇宙膨脹中波長λ變長了，即λ取值大小仍不改變。即在物理學測量中，光速及其能量取值并不會因λ變化而發(fā)生改變。
2、宇宙膨脹降溫，只能是宇宙空間體積變大光子密度變小的結果。取宇宙38萬年的體積V0、光子能量密度u0、宇宙半徑R0，溫度T0，今天體積V、光子能量密度u、宇宙半徑R，溫度T，宇宙膨脹尺度增大了1100多倍，因此有u/u0=(R0/R)^3=1.33×10^-9。
由熱學知識，溫度T的四次方與能量密度成正比，即有u/u0=（T/ T0）^4，T0取3000K，則可計算得今天的宇宙背景輻射溫度應約為18K，而非2.725K。
我們知道：?體輻射是指對任意波長電磁波的吸收系數(shù)為1的理想化存在物(?體)輻射的電磁波，它涉及的是?體的電磁能轉換規(guī)律；而依照宇宙學的主流解釋，從初期的高溫輻射到今天背景低溫輻射，涉及的是電磁能分布問題，它們二者遵循的物理規(guī)律完全風馬牛不相及，因此今天觀測到的微波背景輻射、根本就不是宇宙大爆炸的證據。
（四）
近兩年，科學家們在對WMAP數(shù)據的處理中還發(fā)現(xiàn)：宇宙微波背景輻射具有圓環(huán)結構，其中的溫度變化比期望值更低，而且宇宙的形狀也并非圓球形而是扁形。這表明：宇宙并非如標準模型中宇宙暴漲所說的那樣：最初是急劇地各向同性擴散，以后的微波背景輻射的各向異性會完全隨機發(fā)生；這也就與它是來自一次宇宙大爆炸的預期完全矛盾。
另一方面，由WMAP直接得到的數(shù)據并非微波背景輻射溫度譜，而是夾角為141度的兩根天線產生的差分數(shù)據。所謂微波背景輻射的宇宙全景圖，都是使用分析WMAP這種差分數(shù)據的特定四元數(shù)程序、用電腦分析計算繪制的。在電腦程序的分析中，必須有參照點及初始條件(如溫度)的輸入，也還要消除天文觀測的誤差。這些往往都是人為的，而且每一個不同的輸入，都會有完全不同的結果。如假定程序分析時輸入的不是大爆炸后38萬年的3000K?度，是別的什么溫度，微波背景輻射?度就絕對不再是2.725 K，也就不可能正好就是那樣的微小起伏。這種結果決定人為輸入條件的邏輯過程，就具有了明顯的主觀意斷性，這也就完全違背了唯一性與確定性這樣的推理邏輯常規(guī)。
由上述說明可知，說微波背景輻射就是宇宙大爆炸的證據，同樣這也是當代主流物理中地地道道的常識悖論。
特別說明：對宇宙微波背景輻射的圓環(huán)結構及宇宙的扁形狀，一些人也用了循環(huán)宇宙爆炸、及宇宙爆炸中的時空結構缺陷去理解。但這不僅又帶來了更多的其它問題，而且也不再是原來所述的、那種宇宙大爆炸后38萬年的情形了。既然觀測事實已不再是原來所設想的那般模樣，在理解觀測事實時，為什么還要死死抱定原來的說法呢？
（五）
在作者創(chuàng)建的IV模型中：現(xiàn)實宇宙?有暗物質暗能量，真空由量子Q組成，它又組成于一對左、右手性的真空態(tài)基元，它們在組成Q時相互傳播的也就是電場行為。?一個真空態(tài)基元，它的?部各向同性均優(yōu)于外部各向同性；這也就是宇宙只有正物質星系的根源。在宇宙學領域，當正物質系統(tǒng)對真空Q系統(tǒng)產生影響時，就會構成真空Q系統(tǒng)吸收與轉換電磁能的特定規(guī)律。這也正是2.725K的宇宙微波背景輻射的形成根源。對此具體的數(shù)量化結果，作者會在以后的文章中做專門介紹。
【特別說明】：對作者所述的當代物理主流理論的常識悖論，本文已是第二十五個了；真誠歡迎感興趣網友批評斧正作者所有這些認識。盡管物理學最終要依賴于數(shù)學，但離開了基本事實的純粹的數(shù)學并不是物理學，而不服從邏輯常規(guī)也不可能是數(shù)學的正確應用。因此作者的原則是：對物理學的思考，首先是要以無可?辯的自明的基本事實、以及公認的邏輯常規(guī)為依據，而不是使用華麗的數(shù)學演繹。
