宇宙起源于虚无而否大爆炸          

本宇宙起源于137亿年前的一次大爆炸，这似乎己是业界定论人类共识 ，实际这仍是可商榷之事，因为它不能令人信服地介释大爆炸的由来，特别是其巨大能量的来源。笔者认为宇宙应起源于虚无状态，此次大爆炸仅是本宇宙循环的一个节点，而否起源。

我们的宇宙是在不断膨胀着的，据测算其膨胀速率又是在变化的，从开始 的暴涨到减速膨胀再到加速乃至目前的超加速膨胀 ，这是目前业界主流的＂暗能量说＂难以介释的。笔者认为：膨胀与膨胀速率的变化不是暗能量造成的，而是在大尺度下，决定宇宙演化的力一一万有引力与斥力（熵力）的消长与变化的结果 。众所周知，万物都在运动，而运动是要有力的推动。我们的宇宙是在引力（Fa）与斥力（熵力Fs）的合 力F合作用下不仃地膨胀与收缩着的（参见图1粗线）。在＂是熵力在

图1 斥力（熵力，Fs，横轴上方细线），万有引力（Fa，横轴下方细綫）及其合力（F合，粗黑线）隨时间t的变化。上中部插图是（准）热寂状态下的Fa，Fs和合力F合的局部放大示意图。

推动宇宙的加速膨胀＂（http://blog.sciencenet.cn/blog-2473879-885978.html ）一文中笔者谈及了什么是熵力和它的斥力性质，以及

宇宙在斥力Fs主导下的加速膨胀；在＂熵力（斥力）主导下的宇宙大爆炸和暴涨＂一文中，谈及了引力出现前在斥力（熵力，Fs）独大下的大爆炸和暴涨（见图1，t1大爆炸，t2温降引力出现，暴涨结束）；在＂目前宇宙的超加速膨胀及其原因探讨＂（http:blog.sciencenet.cn/blog-2473879-987344.html）中，介释了宇宙从减速膨脹向目前超加速膨脹的转变（图1，t2至t4）。本文接着讨论膨胀中的宇宙向热寂的过渡，以及宇宙的循环演化及其真正的起源。

膨胀中的宇宙

现在的宇宙在膨胀之中，今后会怎样？业界主流一直沿用1922年弗里德曼基于爱因斯坦广义相对论提出的＂临界密度＂说，把实测的与理论计算值（5X10𠆢－30g／cm𠆢3）比较，实测值大于此的，会在引力下收缩，反之会一直膨胀下去，等于此的则是所谓的平坦宇宙。笔者认为这也是可商榷之名题 。一则是现科技对宇宙的可观测范囲目前仅限于960亿光年，它是真实宇宙中极小极小的一部分，我们不能以点代面，把实际测得的局部信息来介释宇宙整体的。二则对膨胀中的宇宙而言，宇宙泡内的质能密度是在变化的，它会越来越小 。而更为本质的问题是对宇宙膨胀的动力认识不同，在＂弗里德曼说＂中，把动力定为大爆炸时的一时之斥力，其＂动量＂随后会逐渐減弱。而笔者认为大爆炸时的斥力是一种熵力！它是一种隨温度而变的，在宇宙演化中始终存在的力。笔者认为，在讨论宇宙的演化前景时，不能只考虑密度这一因素，还应考虑温度因素，是与密度有关的引力Fa （乄 M ·m／r𠆢2）和与温度有关的斥力（熵力）Fs（乄T · ds／dr）的合力F合决定着宇宙的起始和未来：在极高温混沌态引力还未出现时，在斥力Fs独大下发生大爆炸与暴涨，（图1，t1），在膨胀丶温度下降后析出重子，出现了与斥力相克的引力后，暴涨才结束（图1，t2）。宇创之初，由于体积还小引力主导，在与膨胀方向相反的 Fa主导下，进入减速膨胀，其后随着质能密度下降，由于引力Fa衰减速度大于斥力Fs的，其合力F合进入斥力主导的加速膨胀区（横轴上方）（图1， t4）。这是在引一斥力作用下迄今宇宙大尺度下总体的演化过程。而实际上，情况远为复杂，本宇宙是由恒星丶星系丶星系群丶超星系群及巨大的宇宙空洞等构成的，在大尺度上斥力（熵力）主导下质能分离的同时，在局域存在着引力Fa主导下的收缩合并（图2）。 

图2 局域下的质能合并（a，b）及大尺度下的质能分离（c，d）

随着时间的推移，因辐射引力波等能量的衰减，图2a中环绕大质量A旋转的B最后在引力作用下会与A合并，图2b中的邻近质能1一2及4一5的在引力作用下也会合并，正如现今银河系与仙女系在趋近、合并那样。而在大尺度上，由于膨胀丶温度的下降丶膨胀的主导力Fs的不断衰減，图2b、c、d向上的曲度会渐减弱。隨时间的推移，局域的合并与大尺度下的分离，使宇宙中一度明亮的超星系群等会逐成宇宙孤島，而后随着恒星能量耗尽，宇宙将从发光的恒星时代进入黑暗时代，继而随着质子等衰变，宇宙中残畄下的将只是在霍金辐射中不断缩小的黑洞殘余。这种霍金热辐射黑洞的消亡过程很慢，据估计一个太阳大小的黑洞能维持10𠆢56年。豈不说目前宇宙中的黑洞还在不断壮大，它们今后能在宇宙转入（准）热寂期前完全消失吗？图2d的平直线表示进入了熵极大的（准）热寂状态，其时宇宙温度近乎零，质能密度近乎0，引力Fa与斥力（熵力Fs）均接近于0，图2d中不断分离的二小奌表示此状态下可能存在的黑洞残余或在漫长的演化过程中从旁宇宙飞入的质能＂杂质＂等。

从膨胀到收缩

经过目前的加速膨胀期（图1，t4），今后的宇宙将继续膨胀，但隨质能密度与温度的不断下降，引力Fa丶斥力Fs及其合力F合均处在减弱之中，在不断衰减的合力F合作用下，宇宙膨胀速率也就逐渐变慢，最后进入准热寂和热寂期（图1 t5）。图1中的上插图是准热寂及热寂期中引力（横轴AB下方细线Fa，Fa’）与斥力（熵力，横轴上方细线Fs）相对强度的变化示意图。在准热寂期，隨温度的下降，与温度密切相关的斥力Fs的衰退速率超过引力Fa，到真正热寂期（So）时Fs已减弱为零了。在此热寂虚无丶熵极大的极端状态下，按量子力学，真空能量仍存在，由于量子涨落丶对称性破缺（图3A），在万有引力作用下，质能从近处开始集结，质能密度的增加会导致温度上升，Fs再次出现，由此宇宙转入了引力主导的收缩期，（在图1插图中，F合（粗黑綫）在So处转入了横轴下的引力主导的收缩区）。插图中虚线表示宇宙还未真正退化到热寂区，而在准热寂的S1处，引力Fa’就已与斥力Fs相当了，这种提前转变是图2d中的杂质造成的，它们的引力起到了＂晶种＂的作用，吸引其近邻的质能，提前了向横轴下的收缩期的转变。也许彭罗斯等在本宇宙的微波背景辐射中所发现的5个同心园等就是因为137亿年前的大爆炸还带有残存的前期宇宙或膨胀中的邻近宇宙质能的成分所致 。 

图3A：对称性破缺起动了引力作用下的质能集结。

图3B：Ek（动能）与Ep（势能）随时间t的变化。

图3C：收缩期的质能分离与合并。

图3D：热寂态与大爆炸间的循环演化。

从收缩到再次大爆炸

与𠆫统的宇宙大爆炸起源说不同的是笔者認為量子涨落后不是突然跳到一个所谓的高能级立即爆炸，而是啟动了一个引力主导下熵减的收缩过程，它是动能与势能从密度无限小的虚无状态的零开始逐渐积累的过程（图3B），作为势能，相距无穷远处定为0，越接近，势能Ep负值越大；对动能而言，隨质能密度增大，温度的升高使动能Ek增大，二者之和始终為0，符合能量守恒定律。在此收缩期，作为第一动力（源动力）的是引力Fa！斥力（熵力，Fs）是引力导致温升后派生出来的。正如膨胀期中阳中有阴，阴中有阳一样，收缩期也如此，见图3C：局域下斥力Fs主导下质能的扩散（a）及大尺度下的收缩（b、c），最后收缩至极高温密度极大的一火球（d）。当温度高达相变温度时又相变成混沌态，引力的突然消失（图1，t6），再次导致斥力Fs独大下的爆炸、暴涨（图1，t1’,t2’），又进入了宇宙循环的膨胀阶段。由于从过热相变至爆炸时刻所经时间极短（<<1秒，图1 t6至t1’）往々不能完全＂消化＂掉前期质能，使其＂内含＂彻底归一化，故循环中的各次爆炸的初始状态可能不尽相同，即所谓循环不是单纯的重复，而是螺旋周期式的。在新一轮的膨胀期，其动丶势能也渐减少，但宇泡内能量之和仍为0（图3B）。

收缩期的质能结构与我们所见的会相同嗎？

估计完全不同。业界主流现对本宇宙的构成的大致设想是：暗能量（72．4％）丶暗物质（23％）及明物质（4．6％）。其中除对明物质演化已稍有些了介外，对其余2者还基本无知。这说明本宇宙中的质能结构形式也是非常复杂的，原因之一是从能量中＂析出＂的原始粒子的结构形态是与＂析出＂时的温度及其变化速率有关的 。凡做过结晶的人都知道飽和溶液在快速降温时只能得到粉末，下降速度越快，粉末越细，只有温降慢时才能得到晶体，极慢时才能得到特大的单晶体。X一光衍射图的不同就充分显示了其微观结构的差异。从137亿年前 大爆炸一暴涨时的温度及温降速度变化跨度之大就能想象能质转变的结果会多么复杂。而在收缩期，能一质转化的过程与大爆炸时绝然相反，不是从极高温下 温度极速变化中的快速转化，而是从虚无态宇宙温度近为零时，极缓慢地集结成的，初始状态的不同使得其起始＂粒子＂质能结构会与大爆炸后的绝然不同，它们隨后的演化过程当然也不会相同。但是收缩期中质能的某些性质仍是可定的，如整个收缩期下大尺度下引力 Fa大于斥力Fs，原因是引力Fa是原动力，斥力Fs是收缩中由温升产生的，Fs的大小是由当时的温度决定的，正象火车前行，前向动力总大于阻止前进的反向摩擦力一样。再如引力与斥力（熵力）的相辅相成，阴中有阳，阳中有阴☯的阴阳关系等应仍成立。在膨胀期，在大尺度膨胀下银河系的星云仍会在引力Fa主导下收缩成太阳地球…，而同时银河系内 又到处有斥力Fs主导下的超新星爆发等，甚至我们的太阳进入老年后，外売在斥力Fs作用下会膨胀成红巨星，可内核却会在Fa作用下收缩成白矮星，这种在现宇宙中处々体现着的Fa与Fs阴中有阳，阳中有阴的规律在收缩期中也成立。这使得在整个收缩期中也会呈现复杂燦烂的图景。

宇宙应起源于热寂虚无之中

综上所述，本宇宙泡是处于循环演化中的。2个转折节点是大爆炸与热寂虚无态（图3D），在目前的膨胀时期，质能密度D和宇宙温度T不断在下降，可视作孤立系统的本宇宙泡内熵值S不断上升；而在收缩期中，情况却反之，质能密度与温度不断上升，熵值下降。当宇宙温度达到极致，无论是极高或极低时，物态会发生相变，对这二无引力的新物相，爱因斯坦的广义相对论就不适用，而只能用量子力学来介释 。在大爆炸相由于温度极高（T＞10𠆢32K），重子尚未＂析出，引力Fa为0，其时动能（Ek）极大，势能（Ep）极小，熵S极小但熵梯度dS／dr极大。在大爆炸相中，不存在引力，在斥力Fs（乄T·dS／dr）极大的情况下不发生特大爆炸也难！这就是大爆炸的由来。而在热寂虚无态，宇宙温度T＝0K（极小），动丶势能Ek＝Ep＝0，质能密度 D＝0，熵S极大但熵梯度dS／dr极小，斥力（Fs）＝0。在此态时，只有引力才能萌出並从近处开始集结，並渐行渐大进入宇宙收缩期。引力Fa是宇宙演化的第一推动力，无论从大宇宙的起源还是从本宇宙泡的起源来讲，笔者认为，由斥力引发的大爆炸只是宇宙循环的一个重要节奌，它的的能量是在收缩期长期演化丶蓄积成的，是有来由的。因此宇宙真正的起源应是热寂虚无态，而不是大爆炸！＂有＂是起源于＂＂无＂的。你说呐？