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現代理論認為:雖然宇宙最終會陷入一片死寂和寒冷,但這個過程并不會抵達-273.15℃這個理論上的低溫極限。因為宇宙的膨脹、殘留的輻射等因素,使得宇宙空間本身始終殘留著微小的能量,因此它的最終宿命是“無限接近”而非“達到”絕對零度,并且CMB理論推算宇宙現在的溫度是2.7255 K。其實,宇宙最終的溫度不是無限接近于絕對零度,而是大于2.7255 K。分析、論證如下:
宇宙開始之后,較長時期是不輻射的,宇宙質量轉化的能量,被宇宙質量封裝在質量內部,宇宙的比熱容無法計算,這個時期宇宙的質量變化不影響宇宙空間的溫度,即這個時期宇宙空間的溫度是絕對零度。宇宙開始輻射之后,宇宙的比熱容是可以計算的。
宇宙開始輻射,宇宙的空間被輻射填充,宇宙空間開始有溫度,即輻射的溫度——宇宙背景微波。現有科學理論計算、測量宇宙的溫度是T=2.7255 K。
根據愛因斯坦質能方程E=mc^2,其中,m是損失的質量,根據這個理論,如果能量mc^2能全部被質量m吸收,那么質量m必然達到光速。即存在于物質內部的基本粒子,質量損失一半,必然能光速輻射到外部空間——形成光子。
假設宇宙能輻射時刻宇宙的質量是M,則宇宙最終的質量必然為M-m,當,且僅當,m=M/2時,宇宙變成一個充滿輻射的宇宙,和現代理論描述——現有理論CMB是充斥宇宙的“光子氣體”,測量宇宙的溫度理念是一脈相承的。
理論依據:即(M-m)c^2=mc^2,假設宇宙最終被輻射填充空間的溫度是ΔT,根據能量守恒定律:mc^2=(M-m)CΔT,其中C是宇宙的比熱容,此時的宇宙是被光子氣體充斥著的宇宙,即宇宙的質量都轉化為光子,根據愛因斯坦質能方程及能量守恒定律可知:此時(M-m)=m,即宇宙質量變成原來的一半,宇宙演化結束——宇宙是光子充斥著的宇宙。依據方程::mc^2=(M-m)CΔT和(M-m)=m解得:C=c^2/ΔT,所以宇宙的比熱容等于光速的平方除以宇宙最終的溫度。
該理論還說明:只要還有質量沒有轉化為輻射,即宇宙從開始輻射時,質量沒有損失到原來的一半,宇宙的質量就會減小,宇宙就會膨脹,宇宙的溫度就會升高,宇宙變成一個只由輻射“填充”的宇宙,質量達到最小值,再無質量轉化為能量推動宇宙繼續膨脹,此刻宇宙質量達到最小值,宇宙空間半徑達到最大值,宇宙的溫度達到最大值。
由于現在宇宙還存在沒有轉化為光子的質量,所以宇宙的溫度還可以升高,現代科學理論計算現在宇宙的溫度是2.7255K,所以宇宙最終的溫度必然大于2.7255K,而不是無限接近于絕對零度。
結論:宇宙能輻射之后的比熱容是:光速的平方除以宇宙最終的溫度;宇宙質量達到最小值,宇宙空間半徑、溫度達到最大值。
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