星系自旋所释放的能量是推动宇宙膨胀的暗能量

宇宙中有无数自我旋转的星系，每个星系都有数千亿颗星体像双星缠绕系统一样围绕着星系中心高速旋转。因此，可以推断每个自旋的星系都会像双星系统一样通过“引力波”的形式向宇宙空间释放着能量。如此庞大的能量最后都去了哪里？根据能量转化和守恒定律，这些能量不会消失，他们一定是转化成了宇宙膨胀的动能和势能，也就是说推动宇宙膨胀的暗能量来自于星系自旋释放的能量。根据这个推测，星系自旋的结果一定是在星系外建立了一个庞大的万有斥力场，正是这个万有斥力场在推动宇宙加速膨胀，如下图2所示。地球的自转角速度只有3600/天，因其自转速度太慢，因此地球不会产生明显的万有斥力。但黑洞的自旋速度足够快，银河系中心黑洞达到光速的22%，以至于由吸积盘靠近黑洞的物质被旋转的万有引力F沿旋转的切线方向快速地加速，因其切线方向的速度太快而无法掉入黑洞，只能继续绕着黑洞旋转，并且越来越快，在绕黑洞旋转过程中，又被黑洞磁场推移到两极，最后由黑洞两极喷出，喷出的速度接近光速 ，如下图5所示：

星系自旋所释放的能量是推动宇宙膨胀的暗能量

王胜存

（大庆油田设计院有限公司）

摘要：本文根据双星缠绕系统向宇宙中释放能量（即引力波）的过程，推断出各星系的公转必然也会向宇宙释放能量，并提出宇宙膨胀的暗能量就是来自于星系公转的动能，是星系自旋所产生的万有斥力在推动宇宙加速膨胀。自旋星系在释放能量过程中，其自身旋转速度也会随之降低，星系中心黑洞将会吞噬更多星体，并变成黑洞喷流射向太空。由吸积盘吸入的物质之所以不能直接掉入黑洞，而是变成喷流，是由于黑洞高速旋转的万有引力加速了吸积盘物质的绕行速度，并在磁力作用下向两极移动，最后在两极喷出，同时黑洞的自旋速度也会随之降低。同时星系之间的万有斥力场推力为外缘星体提供了向心力，确保了外缘星体的快速公转，而不是暗物质。

一．暗能量和暗物质奥秘的产生

1929年，美国天文学家哈勃根据"所有星系都在彼此互相远离，而且离得越远，离去的速度越快"这样一个天文观测结果，得出结论认为：整个宇宙在不断膨胀，星系彼此之间的分离运动是宇宙膨胀的结果。宇宙的加速膨胀就意味着宇宙内总的动能和势能在增加，但人类目前还不知道使宇宙加速膨胀的能源来自哪里，并认为宇宙中有暗能量在推动宇宙膨胀。

1932年，美国加州工学院的天文学家观测螺旋星系旋转速度时，发现星系外侧的旋转速度较牛顿万有引力预期的快，故推测必有数量庞大的未知质量在拉住星系外侧星体，以使其不致因过大的离心力而脱离星系，后来人们将这种数量庞大的未知质量定义为暗物质。

为了寻找暗物质和暗能量，近百年来，科学家进行了大量的试验研究，始终没有结论。

二．万有引力波的发现和双星缠绕系统向宇宙释放能量

1974年，科学家发现脉冲双星在互相公转时，由于不断发射引力波而失去能量，因此逐渐相互靠近并相撞，这种现象为“引力波”的存在提供了首个证据。2016年2月11日，科学家宣布人类对于“引力波”的首个直接探测结果，其所探测到的“引力波”是源于双黑洞并合。由于合并黑洞的能量释放，合并后黑洞总质量减少了三个太阳的质量，这些质量化作能量释放到宇宙空间。

上述理论和探测结果表明，双星系统在相互缠绕转动过程中，会通过“引力波”的形式向宇宙空间释放能量，双星系统因能量的丧失而失去动能和势能，最后相撞在一起。但人们并不知道释放到宇宙空间的能量最终去了哪里？如下图1所示。

图1 双星缠绕系统通过引力波向宇宙空间释放能量示意图

三．星系自旋向宇宙释放能量、万有斥力场的形成

图2 星系自旋向宇宙空间释放能量及万有斥力场形成示意图

每个星系有数万亿颗星体围绕着中心黑洞公转，它们的公转搅动着万有引力场成旋涡状，该旋涡状引力场将在星系外建立一个巨大的圆球形万有斥力场，使得整个宇宙各星系之间充满了万有斥力场。正是由于星系间万有斥力场的存在，才推动各星系互相远离。因此，简单地说是星系中央黑洞的引力场使星系内相互团结在一起，是星系间万有斥力场使各星系间互不侵犯，并彼此远离。

星系自旋过程也是能量释放过程，其中最终结果就像双星缠绕系统撞在一起那样，星系自旋的最终结果是星系坍缩成一个巨形超级黑洞，但这是一个漫长的长期过程。由此可知，越是早期形成的星系，就最先坍缩成黑洞，并经过漫长的宇宙膨胀过程，这些超级黑洞已经运动到宇宙边缘，其万有引力必然就成为牵引宇宙膨胀的动力。

随着星系自旋动能转化为宇宙膨胀的动能和势能，星系的自旋速度会逐渐降低，星系中央黑洞会吞噬越来越多周围星体，最后星系停止自旋，万有斥力场消失，万有引力场将占主导地位，使宇宙在引力场作用下向中心坍缩，最后整个宇宙重新回缩到下一个“奇点”，并为下一次宇宙大爆炸做准备。在宇宙坍缩过程中，各星体基本已被中心黑洞吞噬，宇宙中再也不见明亮璀璨的恒星，只无数的黑洞在万有引力的作用下向宇宙中心坍缩，整个宇宙将成为暗无天日的地狱 ！

四．斥力场推力为外缘星体提供向心力，而非暗物质提供向心力

通过上述判断可知，各星系在万有斥力场作用下互相远离，但星系内部各星体与斥力场距离的不同，其所受到的排斥力大小是不相同的，外缘星体离斥力场最近，其所受的排斥力也最大，外缘星体的向心力等于星系本身所提供的万有引力和星系外斥力场所提供的排斥力之和，如下图3所示：

图3 星系外斥力场与星系内引力场共同提供向心力示意图

而星系内侧星体远离斥力场，其向心力主要是内部的万有引力所提供的，所以其公转速度就会远小于外缘星体的公转速度。这就是天文望远镜所观察到的现象，而不是人们想象的那样，是暗物质在为外缘星体提供向心力，宇宙中根本不存在暗物质。

五．星系自旋释放暗能量的机理解释

为解释星系自旋释放暗能量的机理，可把星系简化成由若干个M物体组成的绕中心旋转的圆盘，每个M物体轮流地由左向右高速地经过小球m，如下图4所示：

图4 顺时针转动圆盘上M物体对m作功示意图

在上图4中，M物体由左侧对称地移动到右侧，移动的距离为L+L=2L，M和m之间的万有引力为F， 经过动力学和运动学的计算，可知力F在左侧对m所作的功P左小于力F在右侧对m所作的功P右，即P左＜ P右 。其原因是小球m会随着M从左到右的移动而先左后右地摆动，致使力F在右侧对小球拉动的距离和时间均大于左侧，这样的结果是M经过m后，m获得的动能是（P右－P左），小球m将会向右运动。正是物体M因对m作了功，致使M的动能减少了，其减少的动能就是向宇宙释放的能量，是暗能量的来源。星系由多个M物体组成，每个M都轮流连续地经过m旁，每个M都轮流连续地对小球m所作的功都是（P右－P左），圆盘转动越快，小球m在单位时间内获得的能量就越多，其沿顺时针方向远离圆盘的速度就越快，因此转速越快的物体，其产生的万有斥力（即宇宙膨胀力）就越大。如果把M和m分别比作两个星系中的两个星体，那么M和m之间通过万有引力所传递的能量就是暗能量。

六．黑洞高速自旋所产生的万有斥力是其高速喷流形成的原因

图5 自旋黑洞喷流形成示意图

在上图5中，近光速喷出的物质，最后将到达星系间的万有斥力场，并在星系间万有斥力场的阻挡作用下，喷流速度越来越慢，并由直线形变成不稳定形。如果没有星系间万有斥力场的作用，黑洞喷流将永远以直线的形式喷向无穷远的远方。喷流根部有时会产生弯曲，这是由于黑洞的自转轴与其磁轴不重合的原因造成的。由于黑洞自旋速度接近光速，所以其两极产生了万有斥力，是这个斥力使喷流达数万光年的长度。黑洞两极的万有斥力也是黑洞所在星系万有斥力场的重要组成部分，黑洞自旋所释放的能量也是推动宇宙膨胀的暗能量来源之一。

作者简介：王胜存，男， 1991年毕业于内蒙古工学院，道路桥梁专业，学士学位。

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