宇宙质量和宇宙能量的关系及宇宙空间形态的变化

摘要:爱因斯坦质能方程表述如下:E=mc^2,其中,E是能量,单位是焦耳(J)。M是质量,单位是千克(kg)。C是真空中光速(m/s),c=299792458m/s。也就是说,质量的能量是用光速定义的。质量如何转化为能量呢?也就说,质量如何才能运动呢?质量是靠自身的

一、爱因斯坦质能方程的新解析

爱因斯坦质能方程表述如下:E=mc^2,其中,E是能量,单位是焦耳(J)。M是质量,单位是千克(kg)。C是真空中光速(m/s),c=299792458m/s。也就是说,质量的能量是用光速定义的。质量如何转化为能量呢?也就说,质量如何才能运动呢?质量是靠自身的质量损失获得能量。宏观物体质量是由组成基本粒子的质量形成的,研究宏观物质质量的变化,必须研究微观粒子质量的变化。光子是基本粒子,是辐射到外部空间的基本粒子,未形成光子时存在于物质内部,它的组成、结构和辐射到外部空间的光子的结构、组成一样,只是大小和质量发生变化,即质量变小、半径变大。根据爱因斯坦质能方程E=mc^2,辐射到外部空间的基本粒子,即光子的能量是mc^2 ,即基本粒子从静止到基本粒子光速运动——形成光子,推动基本粒子从静止到基本粒子光速运动的能量是自身质量损失一半形成的。爱因斯坦质能方程的本质是:质量损失一半,剩余质量光速运动。物体的质量由基本粒子形成,当且仅当物体的质量变成原来的一半时,物体的质量都光速运动,即组成物体的基本粒子都光速运动。

二、质能方程解析宇宙的空间变化

1.光速是常数且光速是速度的最大值解析宇宙空间形态的变化

按照质能方程的含义,静止质量为m蕴藏的能量是mc ^2。质量的能量通过弯曲时空体现的,用光速c和质量一起度量能量弯曲时空,时空的“劲度系数”也被确定了,即劲度系数是常数,宇宙演化就是一个弹性势能和动能的转化。假设宇宙开始的质量为m,它的能量必然是mc^2,宇宙的质量损失一半,即宇宙变成能量的宇宙,根据能量守恒定律得:mc^2=mc^2/2+kΔλ^2/2——(1),Δλ是m/2对时空的弯曲量。分析方程mc^2=mc^2/2+kΔλ^2/2——(1)可知:宇宙开始时,宇宙质量对时空的弯曲量最大,质量完全转化为能量时,宇宙对时空的弯曲最小。宇宙的演化是曲度逐渐变小,但是不小于m/2对时空的弯曲量。

这样宇宙的变化一定是周期性变化的,宇宙的变化过程就是一个超大型的简谐振动,由于简谐振动的周期公式:T=2π√(m/k)‌,其中T是周期,m是振子的质量,k是系统自身特性的物理量。将这一规律应用到宇宙,各个变量的含义为:T是宇宙的变化周期,m是宇宙的质量,k是宇宙系统自身特性的物理量,是宇宙膨胀、收缩的劲度系数。T=2π√(m/k)代入方程(1)解得:Δλ/T=c/π√2,由于c、π、√2是常数,所以宇宙的最大半径和宇宙变化周期之比是常数。

2.质量损失一半,速度增加一个光速解析宇宙空间形态的变化

质量转化为能量一直在进行,从未间断。爱因斯坦质能方程是质能关系的特例。质量完全转化为辐射,辐射仍然存在质量,质量还会继续损失转化为能量。根据质能方程:E=mc^2,其中m是损失的质量,当宇宙的质量损失一半时,宇宙必然转化为光速运动的宇宙,即光子组成的宇宙,质量还可以继续损失,它的质量必然会改变,还会一半一半的减少,通过简单的数学推算,质量一半一半的减少次数是n,宇宙的能量是:En=(1/2)^(n-1)*m(nc)^2——(2),其中m是宇宙的质量、n宇宙损失一半质量的次数,En是宇宙质量损失一半的次数后的能量。从方程(1)En=(1/2)^(n-1)m(nc)^2,我们可以看出:当n=1时方程(1)变为:E=mc^2,是宇宙由光子组成时的能量,由方程(2)我们还可以得出结论:宇宙的质量减少一半,宇宙的速度增加一个光速,宇宙会以此规律一直膨胀下去,由于质量弯曲时空,所以宇宙空间最终趋于平坦,宇宙质量的速度趋于物理学的无穷大,宇宙质量趋近于物理学的无穷小,宇宙的能量趋近于零。

三、宇宙能量存在最大值

变化方程(1)En=[(1/2)^(n-1)m](nc)^2 ——(2)得:En=n^2(1/2)^(n-1)*mc^2——(3),对(3)求导得:En‘= mc^2(1/2)^n-1*[n(2-nln2]——(4),因为n=0是没有传播速度的质量,能量是零,n=1是光速运动质量的能量,所以讨论n>1的极值。根据导数的性质,当2-nln2=0,n=2/Ln2,即当n=2/Ln2质量的能量达到最大值。所以一定质量能量的最大值是:En=(2/Ln2)^2*(1/2)^ [(2/Ln2)-1]*mc^2,此时n=2/Ln2值近似于自然常数e,非常神奇。由于n的值是自然数,所以宇宙的最大能量只能是接近于最大值。

来源:科学鉴感

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