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一、宇宙最大可视半径及宇宙最小质量的计算
我在科学智慧火花栏目发表的“关于古地球质量及重力加速度的计算”,一文中论述到,宇宙质量的三次方和宇宙可视半径的乘积是一个常数,数学描述:M^3R=H——(1),其中,M是宇宙的动态质量、R是宇宙的动态半径、H是常数。这个规律适用于宇宙的任何时期,当然也适用于宇宙成为黑洞的时期。根据现有科学家研究的宇宙质量10^54千克数量、半径465亿光年——4.32×10^26米,计算H的值在4.32×10^188数量级。根据黑洞的计算原理,计算宇宙的黑洞半径R=2GM/c^2——(2),其中,R是宇宙的黑洞半径、G是万有引力常数、M是宇宙的黑洞质量、c是光速。分析方程(1)、(2)可知:宇宙的可视半径随着质量的减小而增大,而宇宙的黑洞半径随着质量的减小而减小。我们的思维跳出宇宙,来研究宇宙,宇宙一定是一个巨大的黑洞,这一论断也符合现代科学理论对宇宙的定义。宇宙的演化过程就是质量换时空的过程,也就是说,宇宙的质量在持续的减少,直到宇宙变成一个能量的宇宙,再无质量转换为能量为止,此时的宇宙一定是被辐射充满的宇宙,宇宙的可视半径达到最大值,而宇宙的黑洞半径达到最小值,并且是宇宙的可视半径等于宇宙的黑洞半径的情况,即此时的宇宙是可视半径、黑洞半径相等,宇宙的黑洞质量、可视宇宙的质量也相等。
将方程(2)两边三次方得:R^3=8G^3M^3/c^6——(3),联立方程(1)、(3)消去M得:R^4=8G^3H/c^6=8×(6.67×10^-11)^3×4.32×10^188/(3×10^8)^6=1.41×10^108,进一步计算可得:R=1.12×10^27米,这就是宇宙黑洞半径的最小值,也是宇宙可视半径的最大值。根据宇宙遵循的规律:M^3R=H=4.32×10^188,解得此时宇宙的质量是:7.28×10^53千克,显然这个质量是宇宙辐射呈现的质量。
二、宇宙现在自转角速度及最终角速度的计算
充满辐射的宇宙,说明宇宙边缘的辐射粒子必然绕半径光速运动,可以认为是宇宙光速自转,则宇宙的角动量D=McR=7.28×10^53×3×10^8×1.12×10^27=2.45×10^89,这就是宇宙的角动量,宇宙的角动量是守恒的。现在科学研究认为宇宙的可视半径是:4.32×10^26米,质量是:10^54千克数量,假设宇宙现在自转的角速度是ω,则有:D=MVR=MωR^2=2.45×10^89,解得:ω=1.81×10^-18弧度/秒。2025年发表在《皇家天文学会月刊》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)的一项研究,如果宇宙确实在自转,其周期可能长达约 ‌5000亿年转一圈,相当于每秒旋转约6.3×10^−18弧度。由此可见,《皇家天文学会月刊》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)的一项研究发白的宇宙自转的角速度是6.3×10^−18弧度/秒还是算大了,应该是:1.81×10^-18弧度/秒。由上述计算可知,宇宙最大可视半径是1.12×10^27米,在这个状态宇宙的自转速度是光速,此时宇宙自转的角速度必然等于c/ω=3×10^8/1.12×10^27=2.68×10^-19弧度/秒,所以宇宙自转的最小角速度是2.68×10^-19弧度/秒,也是宇宙的最终角速度——宇宙自转的最小角速度。
三、结论
宇宙的最大可视半径是:1.12×10^27米,宇宙的最小质量是:7.28×10^53千克,宇宙现在自转的角速度是:1.81×10^-18弧度/秒,宇宙的最终角速度是:2.68×10^-19弧度/秒。