1.14宇宙数学模型
1.14宇宙数学模型侯工我们现在讨论的是理论物理 ， 理论物理是从理论上探索自然界未知的物质结构、相互作用和物质运动的基本规律的学科 。 理论物理的研究领域涉及粒子物理与原子核物理、统计物理、凝聚态物理、宇宙学等 ， 因为有很多实验是不能实行的 ， 比如最小粒子的性质 ， 又比如观察视域以外的天体等 。 对这些问题的研究 ， 只有理论物理 ， 通过论证或思想实验来解决 。人类可以通过离开地球的卫星来观察地球 ， 看到地球是一个蓝色的星球 。 但是人类无法离开宇宙来观察宇宙 ， 那么我们可以通过建立数学模型来研究宇宙 。我们观察自然界 ， 月球是球状的 ， 太阳是球状的 ， 吹出来的肥皂泡是球形的 ， 这是什么原因？原来 ， 自然界有一条最省材料又能平稳运动的原理 ， 球形是最省材料而且转动最平稳的 。 按照这个原理 ， 宇宙也应该是个球形的 。那么 ， 宇宙究竟是实心的还是空心的？如果是实心的 ， 天体就像池塘里的鱼儿一样到处乱窜地无序运行 ， 那么互相碰撞就是经常发生的了 。 所以宇宙是空心形的 ， 而且必须受球面牵引才能运动 ， 这样就保证有序运行了 ， 否则 ， 物体就会像无头苍蝇一样乱飞 ， 或者干脆就不动了 。这样 ， 宇宙的数学模型就比较简单了：设宇宙球面积为S ， 宇宙半径为r ， 则有：S=4лr^2(1)由于r=ct(c为光速 ， t为时间)则有：S=4лc^2t^2（2）（2）表示球面的瞬时面积 。两边对t求导 ， 得：S’=8лc^2t(3)(3) 表示球面瞬时膨胀速度 ， 也就是瞬时膨胀增幅 。瞬时膨胀增幅/瞬时面积称为膨胀率：8лc^2t/4лc^2t^2=2/t（4）当膨胀率为0的时候 ， 所有物体分解完毕 ， t就是宇宙的寿命 。计算：因为S=4лc^2t^2t＝[S /（4πcc）]^1/2宇宙现有物体中最小粒子总数=1.355*10^84个最小粒子在宇宙球面上占据的面积=8.425*10^-30平方米（1.11《什么是最小粒子》）宇宙现有物体展开的面积S2=（8.425*10^-30）×1.355*10^84=1.1416*10^55平方米1光年=9.46×10^15米c=3*10^8米/秒1年=3.1536*10^7秒现在宇宙球面面积S1=S=4лr^2=4*3.1416*（138.2*10^8*9.46×10^15）^2=1.7092*10^52平方米宇宙球面总面积S=S1+S2=1.7092*10^52+1141.6*10^52=1143.3*10^52平方米宇宙寿命t=[1143.3*10^52/(3.1416*4*(3*10^8)^2]^1/2=（10.109*10^36）^1/2=3.1795*10^18秒=1.0082*10^11年=1008.2亿年（3）两边对t求导 ， 得：S”=8лc^2（4）（4）表示球面积瞬时膨胀的加速度 。 这里是指面积 ， 然而 ， 球面上两点之间的膨胀是匀速的 ， 没有加速度 。 例如月球离开地球的速度是3.8cm/年 。地球离开太阳的速度是多少？计算；月球到地球的距离为3.844*10^5km太阳到地球的距离为1.496*10^8km那么地球离开太阳的速度是38*1.496/3.844=14.79m/年 ， 这样 ， 大概3年就要增加1秒 ， 称为闰秒 。 大概1亿年后 ， 地球公转一周就要两年时间 。 闰秒 ， 就是宇宙以球面膨胀方式运动的证据 。
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