上篇博文中所谈论的不存在‘大爆炸’的宇宙模型,其理论基础是对标准模型的理论基础进行修改后得出的,下面我们把它简称称为修改的宇宙模型。与流行的标准宇宙模型相比，修改的宇宙模型除了不存在‘大爆炸’之外，还有如下特点：

A），标准宇宙模型认为宇宙在时间上有起点而无终点（由于k=0）；但修改的宇宙模型认为宇宙在时间上无起点也无终点，即过去无限长，未来也无限长。

B），标准宇宙模型认为物质场的能量不是演化而来的，是在宇宙之初原来就存在的；但修改的宇宙模型认为物质场的能量很可能是从无到有逐渐创生出来的，因为按照Lorentz 与Levi-Civita守恒定律，从无 (即零值的能量)是有可能创生出具有正值物质场能量与具有负值的引力场能量的。这里得要指出, 从‘无’创生出具有正值的物质场能量与具有负值的引力场能量的具体物理过程及其规律应是量子引力学研究的问题,由于量子引力学尚未完满的建立,本文也就难以对它说些什么了。

C），标准宇宙模型需要暴胀阶段；但修改的宇宙模型不需要暴胀阶段，因为时间无起点加上空间的平直性（若宇宙可从物质场能量和引力场能量均为零的状态开始演化，其空间必定是平直的）就意味着视界疑难和平直性疑难不存在。

一个具有科学价值的宇宙模型必须符合观测事实。目前关于宇宙学的比较重要的观测事实主要有：

1），星系普遍存在宇宙红移，这表明所观测到的宇宙一直在膨胀。

2），对哈勃望远镜观测到的Ia型超新星之光度距离进行分析，得出宇宙在加速膨胀。

3），宇宙中氦丰度实测的结果。

4），微波背景辐射的观测结果。

流行的以‘大爆炸’为特点的宇宙模型能够解释上述观测事实，因之‘大爆炸’宇宙模型便得到很多人的承认。那么，能否建立一个既符合观测事实又不存在‘大爆炸’的宇宙模型呢? 我认为可能性是存在的。拿修改的宇宙模型来说，对上述观测事实1）及2）完全能够解释，对上述观测事实3）及4）的解释虽然不如‘大爆炸’宇宙模型那样简单明确，但也不是不能解释；兹具体说明如下：

1），采用了Robertson-Walker度规

宇宙模型所算出的宇宙目前的大致寿命。对修改的宇宙模型来说，宇宙至今已经历了无穷长的时间，氦在各恒星内部合成有着足够的时间。因此，主张宇宙中的氦主要是在各恒星内部合成的观点也有可能是对的。

4），众所周知, ‘大爆炸’宇宙模型把微波辐射背景解释为宇宙早期光子退耦的‘遗迹’,由于这个解释与观测事实符合得较好,它便成为确立‘大爆炸’宇宙模型的重要实验基础。应当强调，除这一解释之外，微波辐射背景是可能有其它解释的。Weinberg曾举例说明过“在稳恒态模型里和重子一起产生微波背景并非完全不可能”[3]。虽然他提出的光子产生机制有些牵强，但可供进一步研究和改进。此外还应当指出，由于假定宇宙在空间上是均匀和各向同性的，物质场可用理想流体来描述，这个物质场在宇观上必定处于平衡状态。背景微波是该物质场的一部分，也必定处于平衡状态。对‘大爆炸’宇宙模型来说，背景微波是由暴胀之后的光子气转变而来，它也有个从不处于热平衡状态到处于热平衡状态的过程；对修改的标准宇宙模型来说，背景微波是由宇宙演化中产生的光子（包括创生光子和从原子等粒子辐射出的光子）逐渐累积而成，经过不断的‘碰撞’，最后将趋于热平衡状态。由于修改的标准宇宙模型，时间没有起点也没有终点，极早时刻与当今时刻可以相隔很长时间。这样，大部分光子气有足够时间，通过‘碰撞’而达到热平衡状态。因此，不用‘大爆炸遗迹’，而用另外的原因来解释微波辐射背景之可能性是存在的。

还必须指出，今后还可能出现新的观测事实，例如

5），假如观测到其年龄比根据‘大爆炸’宇宙模型所算出的宇宙寿命还要长的星体。

6），假如观测事实能肯定黑洞不存在，这就意味着物质场能量密度不可能是无限大。

这两个假如的观测事实不利于‘大爆炸’宇宙模型而有利于修改的宇宙模型。

那么，如何来判断修改的宇宙模型与标准宇宙模型孰优孰劣呢？这就要看：一、那个宇宙模型能更多更好地解释观测事实，特别是新发现的一些观测事实；二、那个宇宙模型在逻辑上和理论结构上更加完备和自洽。希望在不久的将来能够得知分晓。

 

参考文献

[1] Chen F. P. 2008, “Field equations and conservation laws derived from the generalized Einstein’s Lagrangian density for a gravitational system and their implications to cosmology.” Int.J.Theor.Phys.47,421.

[2] 陈方培.2008, “Lorentz与Levi-Civita守恒定律及推广的爱因斯坦场方程对宇宙演化的影响(引力体系协变的能动张量密度及其守恒定律与某些应用Ⅲ)”.中国科技论文在线 200804-452.

[3] Weinberg S. 1972, “Gravitation and Cosmology”, Wiley, New York.

 

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