絕對的暗物質和暗能量是真空

韓永全北京市懷柔區第一中學

絕對的暗物質和暗能量是真空

韓永全
北京市懷柔區第一中學

在宇宙之內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、暗能量，真空包圍著宇宙。

真空；暗物質；暗能量；宇宙

一、時間是真空和非真空的試金石

真空是不存在任何物質的空間，當然在真空中也不存在時間這一特殊的物質。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）進入的空間，通常所說的空間，是存在時間的空間，被稱作時空，可以說，連時間都不存在的空間才是真空。絕對的暗物質和暗能量是真空，以下我提到的暗物質和暗能量都是指絕對的暗物質和暗能量。所以科學家想在宇宙之內找到暗物質、暗能量是不可能的，暗物質、暗能量存在于宇宙之外，即暗物質、暗能量是真空，并且在宇宙之外影響著宇宙的發展變化。

由此可見，時間是真空和非真空的試金石。那么時間是什么，它是如何產生的呢？時間是由于運動產生的。有粒子運動的空間一定存在時間，就是通常所說的時空，也就是我們通常所研究的宇宙空間。我們來看時間在一維空間的表達式T=S∕Ⅴ，時間在三維空間的表達式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，沒有運動無從談時間，沒有時間也不能研究運動，沒有時間的運動和沒有運動的時間同樣是不可想象的。即不存在沒有時間的運動，也不存在沒有運動的時間。時空不僅存在時間，也一定存在物質、能量，至少存在虛粒子或實粒子（輻射到達的空間）。宇宙是充滿時間、質量、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。

存在時間的空間就不是真空，就是現在所說的時空。真空就是絕對的暗物質和暗能量的，即沒有任何物質、能量就是絕對的暗物質和暗能量。

暗物質、暗能量存在于宇宙之外，即沒有任何物質和能量的空間——真空，無論是實粒子還是虛粒子還沒有到達的空間。也就是說，真空包圍著宇宙，宇宙存在的實粒子、虛粒子正在向真空運動。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散——宇宙的濃度被稀釋，宇宙便膨脹了。從這個意義上講，真空——暗物質、暗能量正在稀釋宇宙的“濃度”，宇宙正在向虛、無轉化，向幾乎沒有濃度的方向轉化，然而宇宙的空間在擴大——即時空在擴大，宇宙在膨脹。

如果現代科學家所說的暗能量、暗物質大約占據能量、物質的96%，由此可以推測，真空應該是現在宇宙空間的24倍，也就是說，最終的宇宙空間可以達到現在宇宙空間的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。然而現代科學發現宇宙不是均勻膨脹的，而是加速膨脹的，所以現在的宇宙年齡一定大于它生存周期的4%。不管科學家們推算的比例是否準確，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，空間（時空和真空的總和）不是無限大的。宇宙雖然在膨脹，宇宙空間在變大，但是整個空間（包括時空和真空）不是無限大的，整個空間應該是一個確定的常數。

二、真空——暗物質、暗能量詮釋“怪異”的天文現象

約二十年前，一項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。這項研究在2011年被授予了諾貝爾物理學獎。學者們認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律。他們認為暗能量吞噬暗物質可以作為宇宙加速膨脹的解釋。而傳統的標準模型對這一現象并不能給出合理完整的解析。如果暗能量真的持續吞噬暗物質的話，那我們的宇宙最后就會成為一個近乎絕對的虛無。暗物質在宇宙中的作用就相當于一個框架，如果不是因為暗物質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很可能在被消耗，我們宇宙框架的成長隨之變慢。

其實，用真空存在于宇宙之外，真空就是暗物質、暗物質這一理論，現代科學家的疑惑迎刃而解。1、真空提供了宇宙的動力是完全正確的，宇宙由于密度（或稱濃度）大于真空密度（或稱濃度），宇宙時空向真空方向擴散，不就是真空提供了宇宙膨脹的動力嗎？2、科學家認為暗能量吞噬暗物質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，真空作為暗物質被消耗（一部分真空變成時空即宇宙空間，由于整個空間的大小恒定，真空變小），不就是暗能量吞噬暗物質使宇宙膨脹嗎？3、宇宙框架的成長隨之變慢，宇宙最終幾乎變為虛、無是正確的。由于宇宙空間在擴大，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，擴散速度必然變慢，必然會導致——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，因為真空的密度是零，肯定是一個常量。

真空力的計算，真空力的大小應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，其數學描述：F=δρv，其中δ是比例常數，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。

宇宙之內的暗物質、暗能量是相對的，局部也表現為絕對的暗物質、暗能量的性質，宇宙之內的暗能量、暗物質的表現形式：1、相對真空，2、超光速自轉的物質，3、不可見的輻射。這方面的論述我已經發表在《科學中國人》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，北京大學理學學士,研究方向：引力,斥力,宇宙學。