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基于〈关于古地球质量及重力加速度的计算〉的结论论宇宙最高温度的上限——宇宙暴涨阶段与膨胀阶段的估算

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我在本栏目发表的“基于《关于古地球质量及重力加速度的计算》的结论论宇宙终结温度的非零下限”论述道,宇宙的比热容不小于3.3×10^16,宇宙的演化过程遵循的规律是:M^3R=H,其中M是宇宙的质量、R是宇宙的空间半径、H是宇宙的属性常数,并且根据现有天文数据推出H的值约等于:4.32×10^188;又在本栏目发表的“基于《关于古地球质量及重力加速度的计算》的结论论宇宙终结温度的非零下限续”论述道,宇宙的比热容一定小于2.64×10^17,讨论宇宙最高温度的上限我们取宇宙的比热容是:3.3×10^16,并且指出宇宙最低温度的下限不小于:0.34k,据此理论继续探索宇宙最高温度的上限。一、宇宙暴涨阶段的最高温度宇宙暴涨阶段是指:宇宙从奇点开始到宇宙开始辐射结束。
我在本栏目发表的《“关于古地球质量及重力加速度的计算”的结论论证宇宙是否起源于奇点》论述道,如果宇宙起源于奇点,宇宙的质量在5.5×10^76千克数量级。现代理论认为现在宇宙的质量是:10^54千克数量级,众所周知,我们的宇宙已经开始辐射,也就是说,宇宙开始辐射时的质量不小于10^54千克数量级,我们认为宇宙开始辐射(膨胀开始)的质量是10^54千克,那么宇宙从奇点开始到宇宙开始辐射时损失的质量是:5.5×10^76-10^54≈5.5×10^76,宇宙暴涨阶段质量损失不辐射,能量封装在质量内部,宇宙损失的质量生成的能量全部用于剩余质量温度的升高,质量损失生成的能量遵循爱因斯坦质能方程——E=mc^2,根据热力学吸热等于放热的原理,则有:5.5×10^76×(3×10^8)^2=10^54×3.3×10^16T,解得:T≈1.5×10^23k,所以宇宙暴涨阶段宇宙的最高温度不大于:1.5×10^23k。
二、宇宙膨胀阶段的最高温度
根据爱因斯坦质能方程:E=mc^2,其中,m是损失的质量、c是光速。由于宇宙形成后,光速c是极限速度,所以质量损失一半就是质量损失的极限,质量损失一半辐射到外部空间。也就是说,mc2是能量的极致,如果一个物体质量损失一半,生成的能量全部用于剩余一半质量的升温,剩余一半质量的温度必然达到温度的极致,即最高温度。宇宙现有物质比热容最小的物质是铋大约0.12×10^3/(kg·k),假设一定质量的铋处于绝对温度的零度质量损失一半,并且生成的能量全部用于剩余一半铋的升温,即能量只用于升温,则有:mc^2=m×0.12×10^3×T,解得:T=7.5×10^14k,约数百万亿度,这个温度应该是可观测宇宙物质的最高温度,即宇宙膨胀阶段的最高温度。相关研究数据:LHC 重离子碰撞产生夸克胶子等离子体,温度约:5.5×10^12k,自然界天体:超新星核心约10^11k,中子星合并可达到10^11—10^12k数量级,都没有达到10^14k数量级,说明我的计算具有科研价值。
三、结论
宇宙暴涨阶段最高温度不大于约1.5×10^23k,宇宙膨胀阶段可观测物质最高温度不大于约7.5×10^14k,宇宙温度演化可被约束在一个有限区间内:0.34k≲T≲1.5×10^23k。本文的科学意义在于:在M^3R=H、宇宙比热容和质能方程约束下,尝试给出宇宙暴涨阶段与膨胀阶段的最高温度上限,并与宇宙终结温度非零下限共同构成宇宙温度演化的有限区间。该结论目前属于假说性探索,但其数值预言可与 LHC、超新星、中子星合并等观测数据比较,具有一定可检验性和方法论参考价值。”

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