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能量的本质是什么?宇宙能量从何而来?

zhao_admin1年前 (2022-05-21)科学课件46

什么是能量?现在科学上还没有确定的定义,按照物质宇宙理论,现在宇宙中的所有能量和物质都源自150亿年前的那次大爆炸。

在这次爆炸前我们现在所定义的宇宙为一个“奇点”,也有人叫它“质点”,那么这个“质点”或者“奇点”是什么?从逻辑上讲它应该是一个特大号的“能量球”,这里面除了能量什么也没有。

那么这个“能量球”从何而来?按照现在科学界对“黑洞”的定义,这个“能量球”最大的可能就是一个超大的黑洞,日积月累地吸入周围的物质,进行特高压、特高温处理后变成能量,最终形成了“能量球”——“奇点”。

那么在吸入黑洞前的这些物质以及黑洞本身是哪儿来的?这又是一个“先有鸡还是先有蛋”的问题,宇宙之谜。

所以宇宙能量从何而来?也是宇宙之谜,按照现在人类的思维能力,无答案。

宇宙大爆炸后,由这个“能量球”转化出了现在宇宙中的所有天体,包括我们居住的地球,以及地球上的所有化学元素。这是一次典型的“能量→物质”转化过程,即我们现在的地球及其所有物质的根均在那个大爆炸前的“能量球”。

但是这个“能量球”所转化的宇宙空间里的所有物质所消耗的总能量还不足“能量球”总能量的1/3,还有多于2/3的能量哪儿去了?有人说它以“暗能量”的形式存在于宇宙空间里,所有宇宙才有动力无限地膨胀长大。

那么这个“能量球”是什么组成的?是一种物质吗?现在可以肯定地说能量不是物质,它就像人们的思维,没有几何形体,没有重量,更没有质量,但是有巨大的能力,可以实现一切,也可以破坏一切。这些我们可以从下面有关能量或物质的描述中得以验证:

1. 在热力学上将物质内部的能量定义为“焓”,如果是液体或气体及其混合物等流体,焓就代表物质能够以热传导或做功的方式对外输出的能量的能力,我们现在的热交换技术和发动机技术都是在利用这一现象。

2. 在化学上将物质内部的能量定义为化学能,即原子间的结合能,我们现在燃烧化石能源所释放的就是这个能量。

3. 在核物理学上将物质内部的能量定义为核能或原子能,即原子内部的结合能,我们现在的裂核反应和聚核反应所释放的就是这个能量。

4. 在生物学上将生物体内具有的能量定义为生物能,我们现在吃进的食物转化成我们的体能就是这个能量。

等等,从上述的对各种能量定义的例子可以看出,能量没有具体的形体,它的形体、状态千变万化。

没有重量,蒸汽变成水释放了能量,但是水的重量没变(质量守恒);煤燃烧释放了大量能量,但是物质总量没变(物质不灭)。

没有质量,按照现在的理论,重量=mg,g是常数,如果重量为零,那么质量肯定为零。

因此,能量的本质还是科学之谜,如果搞清楚了这个问题,人类将前进一大步,就可以遨游宇宙了,或者长生不老了,等等。

能量最显著的特点是能够对外做功。例如,借助于河流使水车获得动力,从而可以利用水的能量磨面和织布。后来,由于认识到空气的存在,产生了热的概念,粒子的无规运动也具有能量。只是,在温度均衡的情况下,粒子的热能是零点能量,并不进行能量交换。除非打破平衡,如物体的体积非常小时,会受到空间粒子的不对称碰撞,从而获得了热能,具有了波动性。

因此,能量的本质是关于粒子运动能力的度量,是不连续的。否则的话,就会导致能量集中在高频端辐射,即产生紫外灾变。由此意味着,在我们的宇宙中,存在着不可再分的最小粒子——量子,即能量的最小单元就是量子的运动。

普朗克在其新建的黑体辐射公式中,增加了量纲为粒子角动量的物理常数h,从而消除了能量辐射的无穷大,由此证明了最小粒子的存在。普朗克常数h是量子的本征参量,所以量子是宇宙中唯一的实体粒子,是构建宇宙的基石。而其他粒子如电子和质子,都是有结构的,它们只是由量子的运动所形成的封闭体系,是量子的耗散结构。

因此,我们的宇宙是自然界的一部分,是一个由无数个量子构成的封闭系统。根据耗散结构理论,当局部远离平衡时,该局部就会形成耗散结构,通俗地说就是能量包。所以,宇宙的产生,是其外部量子空间的聚集,其最初的能量来自于外部量子空间的扰动。至于为什么会产生扰动,就不得而知了,其属于哲学的终极问题。

一旦形成了耗散结构,相对独立的宇宙,就会受到外部空间的挤压。于是,宇宙开始收缩,由此进一步地获得了能量,使宇宙内部的量子空间不断地升温。然而,物极必反,当宇宙内部的量子收缩至彼此之间的距离趋近于零时,此时的宇宙体积最小,为量子的本征体积乘以量子的数量,使宇宙产生反转,以大爆炸的形式释放其被压缩所获得的能量。

由于宇宙最初的膨胀速度远大于其内部的传播速度,所以在宇宙的内部产生了不平衡的局部,因而也形成了许多细小的耗散结构。于是,由能量转变为质量,形成了能量包,即产生了各种基本粒子。

因此,随着宇宙的膨胀,其内部的量子空间密度和温度都在不断地下降,而作为封闭体系的物质却保存了当年高温的量子。所以,物质是宇宙膨胀的能量缓释器,类似于保温瓶,在宇宙膨胀平缓时逐步释放能量,由此产生了大千世界。

总之,能量的本质是粒子的运动,最小粒子的运动是能量的基本单元。而宇宙的本质是能量的聚集,是由于其外部量子空间的扰动所形成的耗散结构。因此,宇宙的能量来自于外部空间的扰动与挤压。

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