一、引言

黑洞物质始终是辐射的,不同的是:黑洞的辐射不向黑洞外辐射。任何物体的辐射都是光速,是一个常数——3×10^8m/s,辐射始终寻找光速运动的“空间”。

我在《论证超光速自转的黑洞存在的普遍性及黑洞的结构研究》一文中论述到,黑洞的结构是单圈结构或双圈结构,宇宙开始于黑洞双圈结构的极致——“点”、“圈”结构,其中的“点”可能就是科学家论证的奇点。单圈黑洞的辐射以黑洞半径为半径随着黑洞一起光速运动,双圈黑洞是辐射向黑洞内部辐射,并形成光速运动的辐射圈。

为了下面方便论证,这里我简单叙述一下单圈黑洞和双圈黑洞的特点:单圈黑洞——是组成黑洞的单圈和单圈的辐射一起光速自转,其半径R=c/ω,其中R是单圈黑洞的半径、c是光速、ω是单圈黑洞自转的角速度;双圈黑洞——内圈始终光速自转,并且内圈的半径始终等于光速除以角速度,即r=c/ω,其中r是内圈黑洞的半径、c是光速、ω是内圈黑洞自转的角速度,外圈始终超光速自转或远超光速自转,R> c/ω=r,其中R是双圈黑洞外圈的半径。“点”、“圈”结构的黑洞,是双圈黑洞的极致,示意图如下:

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二、“点”、“圈”结构黑洞自转的角速度

可也说,宇宙演化的过程必然经过——宇宙中只存在黑洞,并且黑洞几乎都是双圈结构,外圈的速度远超光速,内圈半径很小,宇宙的开始或结束的“点”、“圈”结构就是由宇宙这些黑洞合并后,再塌缩形成的,根据角动量守恒定律我们可以知道,合并后的黑洞自转的速度极大,趋于无穷,合并后黑洞再塌缩的黑洞内圈半径趋于无穷小——奇点。现代宇宙理论认为奇点的半径约是:10^-35米,代入r=c/ω,ω=c/r=3×10^8/10^-35=3×10^43(rad/s),即奇点自转的角速度是:3×10^43rad/s。双圈黑洞外圈的自转速度绝对大于光速,并且黑洞外圈的速度越大,黑洞内圈的半径越小,当双圈黑洞外圈的自转速度趋近于无穷大时,黑洞内圈的半径趋于无穷小——形成奇点。即如果双圈黑洞外圈的速度可以无穷大,黑洞内部存在奇点。一般的黑洞自转的速度不可能无穷大,所以一般黑洞不存在奇点。一般物体的旋转是内驱动外,而双圈结构的黑洞是外圈驱动内圈高速旋转。

宇宙中所有的物质都转化为黑洞,所有的黑洞都合并成一个巨大地黑洞,理论推测,宇宙开始于这种黑洞,这种黑洞是很多黑洞塌缩形成的,根据角动量守恒定律,这种黑洞必然是:半径较大、角速度也较大,黑洞的自转速度趋于无穷大。所以我们可以得出结论:有,且只有,诞生宇宙的黑洞才存在奇点。宇宙诞生后及宇宙结束前的黑洞都不会存在奇点——是单圈结构或双圈结构的黑洞。

三、“点”、“圈”结构黑洞圈的半径

“点”、“圈”结构黑洞圈的半径就是宇宙开始的半径,那么宇宙开始的半径应该是都少呢?根据线速度等于角速度乘以半径,“点”、“圈”结构黑洞圈自转的角速度已经确定——ω=3×10^43rad/s,即“点“自转的角速度。“点”、“圈”结构黑洞圈的半径决定于“点”、“圈”结构“圈”的线速度,也可以说,“点”、“圈”结构黑洞圈外圈的速度决定于点”、“圈”结构“圈”的半径。

宇宙形成的可视半径大于宇宙以光速形成的空间半径,并且宇宙现在仍然在膨胀,还没有达到光速,只有一种可能:宇宙的形成分为两个阶段。

第一个阶段,超光速膨胀——爆棚阶段,这个阶段宇宙形成空间半径的平均速度超光速,这个阶段结束时,宇宙形成的径向速度趋于零,我在《宇宙的空间和时间是如何形成的》论述:宇宙形成过程中,线速度和径向速度成正比(v/v1=k,k必然是常数),所以此时宇宙膨胀的自转的线速度也趋近于零零,虽然这个阶段的末速度(线速度、径向速度)趋近于零,但是这个阶段的平均速度大于光速,或远远大于光速。否则宇宙第二阶段,不可能仍然在膨胀,还没有达到光速。

这个阶段宇宙不辐射,宇宙的质量保持不变,遵循角动量守恒定律,爆棚到一定的宇宙空间半径,宇宙到的角速度、线速度都趋近于零,形成相对稳态的宇宙,即宇宙的空间半径瞬间确定,宇宙开始辐射,进入到第二个阶段。第一阶段形成的宇宙空间半径所需要的时间很短,或只需要一个普朗克时间——10^-43s。

我在多篇文章中论述,宇宙膨胀遵循:M^2R=Q,其中M是宇宙的质量、R是宇宙的半径、Q是常数。宇宙的膨胀阶段还遵循,宇宙动态恒等式(用能量守恒定律、动量守恒定律可以证明这一结果):m1v^2=m2c^2,宇宙的膨胀阶段质量时刻在变化,其中m1是宇宙剩余的质量、m2是宇宙由于辐射损失的质量,v是宇宙剩余质量的平均径向速度、c是光速,m1+m2=宇宙膨胀之前的总质量,整个变化过程中,m1始终大于m2,从宇宙的动态恒等式,我们可以看出,宇宙始终处在加速膨胀的阶段,直到当m1=m2时宇宙停止变化。可见宇宙膨胀的能量是质、能转换的结果,遵循爱因斯坦质能方程,通常情况下,宇宙的质量、能量的转换速度是很慢的,所以宇宙膨胀了138.2亿年也没有达到光速。

可以说,宇宙的平均膨胀速度远小于光速,也就是说,宇宙膨胀的半径远小于138.2亿光年,现代科学研究宇宙的可视半径约为460亿光年,即宇宙的半径不小于460亿光年,所以说宇宙的半径主要是由宇宙的爆棚阶段形成的,可以近似认为爆棚阶段形成的宇宙半径就是:460亿光年,所以可以认为,我们的宇宙空间半径在爆棚之后基本没有变化,因为研究宇宙的变化规律时,宇宙膨胀增加的半径大小和爆棚形成的半径相比,可以忽略不计,尤其是在人类研究的几年或几十年之内。所以爱因斯坦首次用引力场方程来研究宇宙的整体,开创了理论宇宙学的新学科。在他提出“有限无界的静态宇宙”模型时,已经感觉到了“宇宙有引力收缩的趋势”,为了不让这个不情愿的趋势破坏了美好的静态,他特别引入了一个反引力的“宇宙常数”以抵消这种引力收缩的趋势,这种思想或许是正确的。下面分析宇宙爆棚之前的半径,也就是“点”、“圈”结构黑洞(诞生宇宙的额黑洞)“圈”的半径。

“点”、“圈”结构黑洞“爆炸”,“点”、“圈”结构之间的引力瞬间消失,时间非常短——趋近于零,即“点”、“圈”结构之间的加速度瞬间消失,“点”、“圈”结构的“点”也瞬间消失,由于这个过程所用时间趋近于零(后面的计算可知:不到一个普朗克时间),可以认为,“点”、“圈”结构的,“点”瞬间消失、“圈”瞬间扩大爆棚之后的宇宙半径,此时宇宙尺度上质量均匀分布。由于时间趋近于零,“点”、“圈”结构之间的加速度可以认为是形成爆棚半径的加速度——a恒定。

由上述分析,我们知道:爆棚之后的瞬间,径向速度趋近于零。设爆棚之后的瞬间,宇宙的半径是R,、开始爆棚时,“点”、“圈”结构“圈”的速度V,爆棚的时间为t,“点”、“圈”结构,圈的半径是:r,由变加速运动的规律,我们可以得到如下方程:R=r+Vt-at^2/2——(1)、V-at=0——(2)、a=V^2/r——(3)、V=ωr——(4)其中,r是“点”、“圈”结构黑洞,“圈”的半径。由上述分析论证可知:R=460亿光年,约等于:10^26米、ω=3×10^43rad/s,联立方程(1)、(2)、(3)、(4)解得:r约等于5×10^25米。所以“点”、“圈”结构黑洞——诞生宇宙的黑洞,“圈”的半径约是5×10^25米,准确地说,“点”、“圈”结构黑洞“圈”的半径不小于5×10^25米。点”、“圈”结构黑洞——诞生宇宙的黑洞,“圈”的速度V=ωr=3×10^43×5×10^25=1.5×10^69(米/秒),爆棚阶段所需要的时间t1=5×10^25/1.5×10^69=3.3×10^-44(秒),不到一个普朗克时间——大约一个普朗克时间(5.39×10^-44秒)。

四、结论

宇宙开始于“点”、“圈”结构也结束于“点”、“圈”结构的极致黑洞,“点”的半径约是10^-35米、“圈”的半径不小于10^25米,可以说,宇宙开始于奇点、奇圈,而并非仅开始于奇点。 “点”、“圈”结构的黑洞的“点”被“圈”包围着,“圈”和“点”的密度非常极大。这个“点”可以认为是奇点,所以奇点不裸露。

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