韓永全北京市懷柔區(qū)第一中學(xué)

絕對的暗物質(zhì)和暗能量是真空

韓永全
北京市懷柔區(qū)第一中學(xué)

在宇宙之內(nèi)研究宇宙是不可能得到宇宙的全貌，我們必須“跳出”宇宙之外研究宇宙，才能了解宇宙的全貌、了解宇宙真正的變化規(guī)律。雖然我們不能跳出宇宙，但是我們的思維必須跳出宇宙。真空存在于宇宙之外、真空就是暗物質(zhì)、暗能量，真空包圍著宇宙。

真空；暗物質(zhì)；暗能量；宇宙

一、時(shí)間是真空和非真空的試金石

真空是不存在任何物質(zhì)的空間，當(dāng)然在真空中也不存在時(shí)間這一特殊的物質(zhì)。宇宙之外是真空，也就是說，真空還沒有任何粒子（包括虛粒子）進(jìn)入的空間，通常所說的空間，是存在時(shí)間的空間，被稱作時(shí)空，可以說，連時(shí)間都不存在的空間才是真空。絕對的暗物質(zhì)和暗能量是真空，以下我提到的暗物質(zhì)和暗能量都是指絕對的暗物質(zhì)和暗能量。所以科學(xué)家想在宇宙之內(nèi)找到暗物質(zhì)、暗能量是不可能的，暗物質(zhì)、暗能量存在于宇宙之外，即暗物質(zhì)、暗能量是真空，并且在宇宙之外影響著宇宙的發(fā)展變化。

由此可見，時(shí)間是真空和非真空的試金石。那么時(shí)間是什么，它是如何產(chǎn)生的呢？時(shí)間是由于運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。有粒子運(yùn)動(dòng)的空間一定存在時(shí)間，就是通常所說的時(shí)空，也就是我們通常所研究的宇宙空間。我們來看時(shí)間在一維空間的表達(dá)式T=S∕Ⅴ，時(shí)間在三維空間的表達(dá)式T(X∕Ⅴx，Y∕Ⅴy，Z∕Ⅴz)，三維空間某一粒子位置的確定O (ⅤxT，ⅤyT，ⅤzT)。我們可以看出，沒有運(yùn)動(dòng)無從談時(shí)間，沒有時(shí)間也不能研究運(yùn)動(dòng)，沒有時(shí)間的運(yùn)動(dòng)和沒有運(yùn)動(dòng)的時(shí)間同樣是不可想象的。即不存在沒有時(shí)間的運(yùn)動(dòng)，也不存在沒有運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。時(shí)空不僅存在時(shí)間，也一定存在物質(zhì)、能量，至少存在虛粒子或?qū)嵙Ｗ樱ㄝ椛涞竭_(dá)的空間）。宇宙是充滿時(shí)間、質(zhì)量、能量的空間，盡管宇宙的密度如此小，還是有密度的，真空是沒有密度的。

存在時(shí)間的空間就不是真空，就是現(xiàn)在所說的時(shí)空。真空就是絕對的暗物質(zhì)和暗能量的，即沒有任何物質(zhì)、能量就是絕對的暗物質(zhì)和暗能量。

暗物質(zhì)、暗能量存在于宇宙之外，即沒有任何物質(zhì)和能量的空間——真空，無論是實(shí)粒子還是虛粒子還沒有到達(dá)的空間。也就是說，真空包圍著宇宙，宇宙存在的實(shí)粒子、虛粒子正在向真空運(yùn)動(dòng)。由于宇宙的密度（或稱濃度）大于真空的密度（或稱濃度），所以宇宙向包圍著它的真空擴(kuò)散——宇宙的濃度被稀釋，宇宙便膨脹了。從這個(gè)意義上講，真空——暗物質(zhì)、暗能量正在稀釋宇宙的“濃度”，宇宙正在向虛、無轉(zhuǎn)化，向幾乎沒有濃度的方向轉(zhuǎn)化，然而宇宙的空間在擴(kuò)大——即時(shí)空在擴(kuò)大，宇宙在膨脹。

如果現(xiàn)代科學(xué)家所說的暗能量、暗物質(zhì)大約占據(jù)能量、物質(zhì)的96%，由此可以推測，真空應(yīng)該是現(xiàn)在宇宙空間的24倍，也就是說，最終的宇宙空間可以達(dá)到現(xiàn)在宇宙空間的25倍。我們還可以推測，如果宇宙的膨脹速度是均勻的，那么宇宙正處在宇宙生存期的4%處，宇宙還很年輕。然而現(xiàn)代科學(xué)發(fā)現(xiàn)宇宙不是均勻膨脹的，而是加速膨脹的，所以現(xiàn)在的宇宙年齡一定大于它生存周期的4%。不管科學(xué)家們推算的比例是否準(zhǔn)確，可以肯定的是，真空和宇宙空間存在特定的變化的比例常數(shù)，空間（時(shí)空和真空的總和）不是無限大的。宇宙雖然在膨脹，宇宙空間在變大，但是整個(gè)空間（包括時(shí)空和真空）不是無限大的，整個(gè)空間應(yīng)該是一個(gè)確定的常數(shù)。

二、真空——暗物質(zhì)、暗能量詮釋“怪異”的天文現(xiàn)象

約二十年前，一項(xiàng)研究表明我們的宇宙正在膨脹，而膨脹的速率不是恒定或減慢，而是在加速。這項(xiàng)研究在2011年被授予了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。學(xué)者們認(rèn)為暗能量的密度可能是一種宇宙常量，而真空則提供了宇宙膨脹的動(dòng)力。通過研究許多不同的資料，研究小組比較了宇宙的膨脹規(guī)律。他們認(rèn)為暗能量吞噬暗物質(zhì)可以作為宇宙加速膨脹的解釋。而傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)模型對這一現(xiàn)象并不能給出合理完整的解析。如果暗能量真的持續(xù)吞噬暗物質(zhì)的話，那我們的宇宙最后就會成為一個(gè)近乎絕對的虛無。暗物質(zhì)在宇宙中的作用就相當(dāng)于一個(gè)框架，如果不是因?yàn)榘滴镔|(zhì)我們所見到的星系們就不會在今天的位置。目前的研究表明暗物質(zhì)很可能在被消耗，我們宇宙框架的成長隨之變慢。

其實(shí)，用真空存在于宇宙之外，真空就是暗物質(zhì)、暗物質(zhì)這一理論，現(xiàn)代科學(xué)家的疑惑迎刃而解。1、真空提供了宇宙的動(dòng)力是完全正確的，宇宙由于密度（或稱濃度）大于真空密度（或稱濃度），宇宙時(shí)空向真空方向擴(kuò)散，不就是真空提供了宇宙膨脹的動(dòng)力嗎？2、科學(xué)家認(rèn)為暗能量吞噬暗物質(zhì)可以作為宇宙加速膨脹的解釋也是正確的，真空作為暗能量使宇宙膨脹——擴(kuò)大宇宙的空間，不就是真空一方面作為暗能量使宇宙膨脹，另一方面，真空作為暗物質(zhì)被消耗（一部分真空變成時(shí)空即宇宙空間，由于整個(gè)空間的大小恒定，真空變?。?，不就是暗能量吞噬暗物質(zhì)使宇宙膨脹嗎？3、宇宙框架的成長隨之變慢，宇宙最終幾乎變?yōu)樘?、無是正確的。由于宇宙空間在擴(kuò)大，宇宙空間的密度（或稱濃度）變小，一直在變小，直到最小。宇宙空間的密度（或稱濃度）和真空的密度（或稱濃度）差變小，擴(kuò)散速度必然變慢，必然會導(dǎo)致——我們宇宙框架的成長隨之變慢，并且我們的宇宙最后就會成為一個(gè)近乎絕對的虛無，得到合理的解釋。4、暗能量的密度可能是一種宇宙常量也是正確的，因?yàn)檎婵盏拿芏仁橇?，肯定是一個(gè)常量。

真空力的計(jì)算，真空力的大小應(yīng)該和真空空間的大小成正比，并且和非真空密度的大小成正比，其數(shù)學(xué)描述：F=δρv，其中δ是比例常數(shù)，ρ是非真空的密度，v是真空空間的大小，即宇宙膨脹的加速度也來越小。

宇宙之內(nèi)的暗物質(zhì)、暗能量是相對的，局部也表現(xiàn)為絕對的暗物質(zhì)、暗能量的性質(zhì)，宇宙之內(nèi)的暗能量、暗物質(zhì)的表現(xiàn)形式：1、相對真空，2、超光速自轉(zhuǎn)的物質(zhì)，3、不可見的輻射。這方面的論述我已經(jīng)發(fā)表在《科學(xué)中國人》2016年11期，這里不再贅述，鏈接地址：http:∕∕www.cnki.com.cn∕Article∕CJFDTotal-KXZG201611021.htm

[1]科學(xué)傳播.科技前沿，鏈接地址：http:∕∕www.ihep.cas.cn∕kxcb∕kjqy∕200907∕t20090723_2160257.html

韓永全（1966-），男，北京大學(xué)理學(xué)學(xué)士,研究方向：引力,斥力,宇宙學(xué)。