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现代理论认为:虽然宇宙最终会陷入一片死寂和寒冷,但这个过程并不会抵达-273.15℃这个理论上的低温极限。因为宇宙的膨胀、残留的辐射等因素,使得宇宙空间本身始终残留着微小的能量,因此它的最终宿命是“无限接近”而非“达到”绝对零度,并且CMB理论推算宇宙现在的温度是2.7255 K。其实,宇宙最终的温度不是无限接近于绝对零度,而是大于2.7255 K。分析、论证如下:
宇宙开始之后,较长时期是不辐射的,宇宙质量转化的能量,被宇宙质量封装在质量内部,宇宙的比热容无法计算,这个时期宇宙的质量变化不影响宇宙空间的温度,即这个时期宇宙空间的温度是绝对零度。宇宙开始辐射之后,宇宙的比热容是可以计算的。
宇宙开始辐射,宇宙的空间被辐射填充,宇宙空间开始有温度,即辐射的温度——宇宙背景微波。现有科学理论计算、测量宇宙的温度是T=2.7255 K。
根据爱因斯坦质能方程E=mc^2,其中,m是损失的质量,根据这个理论,如果能量mc^2能全部被质量m吸收,那么质量m必然达到光速。即存在于物质内部的基本粒子,质量损失一半,必然能光速辐射到外部空间——形成光子。
假设宇宙能辐射时刻宇宙的质量是M,则宇宙最终的质量必然为M-m,当,且仅当,m=M/2时,宇宙变成一个充满辐射的宇宙,和现代理论描述——现有理论CMB是充斥宇宙的“光子气体”,测量宇宙的温度理念是一脉相承的。
理论依据:即(M-m)c^2=mc^2,假设宇宙最终被辐射填充空间的温度是ΔT,根据能量守恒定律:mc^2=(M-m)CΔT,其中C是宇宙的比热容,此时的宇宙是被光子气体充斥着的宇宙,即宇宙的质量都转化为光子,根据爱因斯坦质能方程及能量守恒定律可知:此时(M-m)=m,即宇宙质量变成原来的一半,宇宙演化结束——宇宙是光子充斥着的宇宙。依据方程::mc^2=(M-m)CΔT和(M-m)=m解得:C=c^2/ΔT,所以宇宙的比热容等于光速的平方除以宇宙最终的温度。
该理论还说明:只要还有质量没有转化为辐射,即宇宙从开始辐射时,质量没有损失到原来的一半,宇宙的质量就会减小,宇宙就会膨胀,宇宙的温度就会升高,宇宙变成一个只由辐射“填充”的宇宙,质量达到最小值,再无质量转化为能量推动宇宙继续膨胀,此刻宇宙质量达到最小值,宇宙空间半径达到最大值,宇宙的温度达到最大值。
由于现在宇宙还存在没有转化为光子的质量,所以宇宙的温度还可以升高,现代科学理论计算现在宇宙的温度是2.7255K,所以宇宙最终的温度必然大于2.7255K,而不是无限接近于绝对零度。
结论:宇宙能辐射之后的比热容是:光速的平方除以宇宙最终的温度;宇宙质量达到最小值,宇宙空间半径、温度达到最大值。
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