七、物質(zhì)宇宙的大小及年齡

1、從物質(zhì)粒子的大小看微觀宇宙有多小

⑴物質(zhì)由分子組成

在宇宙中的一切物質(zhì)均由分子組成。

分子的能量在3×10-2電子伏特以下。一個氧分子的直徑為3×10-8厘米（3埃，1埃等于1厘米的1億分之一）。1立方厘米的氣體中含有2.7×1019個氣體分子。1滴水中含有15萬億億個水分子,若將1立方厘米的水均勻地分布在地球表面上,那么每平方厘米的地面上可得6000多個水分子.1個水分子的質(zhì)量為10-26千克。

⑵分子又是由原子組成

一切物質(zhì)的分子均由更小的原子組成。

原子的能量為幾電子伏特（3×10-2——10電子伏特之間）。將1億個氧原子排列成行其長度僅為1厘米。1 個氧原子的直徑為10-8厘米（1埃），1 個氫原子的質(zhì)量為1.67×10-27千克。

⑶原子又是由原子核和電子組成

一切物質(zhì)元素的原子由更小的原子核和電子組成（其實(shí)是由一定數(shù)量的氫原子和中子結(jié)合而成）。

原子核能量為106電子伏特，原子核直徑為原子直徑的萬分之一。如氧原子核直徑為10-12厘米（0.0001埃）。原子核的體積僅為原子體積的幾千億分之一。氫原子核質(zhì)量為1.669×10-27千克，電子質(zhì)量為0.000911×10-27千克。

⑷原子核又是由質(zhì)子和中子組成

一切物質(zhì)元素的原子核又是由質(zhì)子和中子組成（或由一定數(shù)量的氫原子核和中子結(jié)合而成）。

質(zhì)子、中子能量為109電子伏特。直徑約為10-16厘米。質(zhì)子質(zhì)量為1.6726×10-27千克，中子的質(zhì)量為1.6748×10-27千克。

⑸質(zhì)子和中子又是由夸克粒子組成

質(zhì)子和中子均由更小的夸克粒子構(gòu)成。

夸克粒子的能量為1014電子伏特，直徑約為10-22厘米。上夸克質(zhì)量為0.001×10-27千克，下夸克質(zhì)量為0.002×10-27千克。

⑹夸克粒子又是由微中子、微電子組成

各種夸克粒子又由更微小的微粒子微中子和微電子結(jié)合構(gòu)成。

微中子、微電子能量為1018電子伏特

微中子、微電子的直徑約為10-27厘米

微中子、微電子的質(zhì)量約為0.0000198×10-27千克

⑺微中子、微電子又是由量子演化而成

微中子和微電子是由宇宙中最基本的、最微小的本原性微粒子量子演化而成。

量子能量為1028電子伏特

量子的線性尺度為10-33厘米

量子的質(zhì)量（在光速下）趨于0。

⑻量子又是由“母宇宙”中的“真空能”演化而成。

量子是由“母宇宙”中的“真空能”直接演化而來，是宇宙中最微小的物質(zhì)性微粒子，并演化出宇宙中的萬物。故宇宙中的一切物質(zhì)均是由“真空能”演化而成的。

2、從天體間有關(guān)數(shù)據(jù)看宏觀宇宙有多大

在萬里無云的晴朗夜晚，我們抬頭仰視星空，星光點(diǎn)點(diǎn)，繁星満天。每個閃爍光點(diǎn)之星都是一些非常巨大的恒星，看上去它們似乎離我們不太遠(yuǎn)，實(shí)際上它們與我們的距離遠(yuǎn)得令人驚呀！那些隱約可見點(diǎn)點(diǎn)星光的恒星更巨大和遙遠(yuǎn)。恒星密集像河流的地方。就是由4000多億顆恒星組成的銀河系。而那些看上去如云霧狀的云團(tuán)，則是由上千萬個像銀河系一般大小的星系組合而成的星系群或星系團(tuán)，它們與我們的距離更是遠(yuǎn)得讓人不可思議。每個星體、恒星、星系群或星系團(tuán)之間的距離也都非常遙遠(yuǎn)。天文學(xué)家為了方便對大尺度距離的測量，使用了三把尺度的尺子（1）天文單位：即把地球與太陽之間的距離1.5億公里稱之為1個天文單位。（2）光年：一光年就是光以每秒30萬公里的速度走一年的路程。一光年等于9.5X1012公里。（3）秒差距：1秒差距等于3.26光年。也常使用千秒差距或100PMC（一百萬秒差距，即326萬光年，1千秒差距為3260光年，約31X1015公里）。為了更好地了解星空距離，我們不妨從地球起由近及遠(yuǎn)的星體或星系的距離及質(zhì)量大小舉例去認(rèn)識宇宙空間的大小。

我們的家圓地球，直徑12756公里，體積1100X1024cm3。質(zhì)量6.1X1024千克（61萬億億噸）。距太陽1.5億公里，以每秒30公里的速度繞太陽旋轉(zhuǎn)。也就是說即使我們坐在地球上不動也在以每小時10萬8千公里的速度隨地球一起運(yùn)動。中國自古有一天不出門，日行8萬里之說，也正好與地球以0.465公里/秒的速度自轉(zhuǎn)一周，行程40176公里，每公里等于2華里即為80352華里相吻合。

太陽系的木星，直徑14萬3千公里（是地球直徑的11.2倍）。體積15352000X1024cm3。（是地球體積的1395.6倍）。質(zhì)量2042X1024千克（20420萬億億噸，是地球質(zhì)量的334.75倍）。距太陽8億公里，以每秒13.3公里的速度繞太陽旋轉(zhuǎn)。

距地球最近（1.5億公里）的太陽，直徑14000萬公里（是地球直徑的1097.5倍）。體積1441X1033cm3。（是地球體積的131000萬倍）。質(zhì)量1.989X1033千克（198.9萬億億億噸，是地球質(zhì)量的32600萬倍）。距銀河中心3.25萬光年，以每秒246萬公里的速度繞銀心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，每轉(zhuǎn)一周需要2.5億年。而且太陽僅是銀河系4000多億顆恒星中的一個小個子。如銀河?xùn)|邊天鷹座的牛郞星的直徑是太陽的1.7倍，質(zhì)量為太陽的1.6倍。銀河西邊天琴座的織女星的直徑是太陽的2.8倍，質(zhì)量為太陽的2.4倍。（牛郞、織女相距11光年，若牛郞給織女打電話，需等22年才能互相聽到對方的聲音）。銀河中間天鵝座的天津四星的直徑是太陽的106倍，質(zhì)量為太陽的22倍。天蝎座的心宿二（又名大火星）直徑為太陽的600倍，質(zhì)量為太陽的25倍，距地球410光年,其密度很底，僅為太陽密度的300萬分之一，而體積十分龐大，能裝下2億6000顆太陽。而獵戶座中參宿四星的直徑則是太陽的900倍。河外星座仙王座中的VV星的直徑是太陽的1600倍。現(xiàn)已知最大恒星是HD9325星的質(zhì)量是太陽質(zhì)量的120倍。

再從遠(yuǎn)離地球的距離看：銀河系中離太陽最近的恒星是半人馬座的比鄰星，它距太陽4.2光年。天狼星距太陽8.6光年，牛郞星距太陽16光年，織女星距太陽27光年。參宿七距地球850光年。天津四距地球1740光年。船底座伊塔星距地球7500光年。在宇宙中每一個星系都非常龐大，銀河系僅是實(shí)體物質(zhì)宇宙中1250多億個星系中的一個中等星系,其銀盤直徑8億光年，有恒星4000多億顆。而河外星系比它大的有的是，如仙女座中的M31星系，直徑16萬光年，距地球220萬光年，擁有恒星1億億多顆。獵戶座的NGC421星系，距地球1300萬光年。室女星座中有一個星系團(tuán)，有1000多個星系，距地球2000萬光年。半人馬座中的漩渦星ESO269——57，直徑20萬光年，距地球1億5千萬光年。后發(fā)星座中的一個星系團(tuán)，有2700多個星系，距地球2億4千萬光年。北冕星座中的一個星系團(tuán)，有400多個星系，距地球7億光年。遙遠(yuǎn)的射電星系S14.5+63T距地球80億光年。天爐星座中心類星體距地球90億光年。目前已發(fā)現(xiàn)離地球最遙遠(yuǎn)的2顆恒星的距離為800億光年。

從上述數(shù)據(jù)資料看出，我們已探測到的宇宙空間是如此地廣闊，我們從認(rèn)識地球到認(rèn)識到太陽，視線擴(kuò)大了上萬倍，從太陽系認(rèn)識到銀河系視線擴(kuò)大了上百億億倍。但是，即使這樣廣闊的空間，也僅是我們希望認(rèn)識的宇宙空間中的極其有限的一小部分，整個宇宙空間的神秘面紗，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有被揭開。

3、物質(zhì)宇宙的直徑、體積、質(zhì)量等數(shù)據(jù)的計算

物質(zhì)宇宙（包括場態(tài)物質(zhì)宇宙或黑洞（隱形））宇宙和實(shí)體物質(zhì)宇宙（其中一定區(qū)域?yàn)榭吹靡娀蛎弥鴮?shí)體物質(zhì)的顯性宇宙）確實(shí)非常之巨大,但并非是無限之大。它的大小是有極限值的。是有限的。它是一個以銀河系的漩渦中心（垂軸與銀盤水平面中心之交點(diǎn)）為中心。以一定極限值長度為半徑的一個上下略扁的橢圓球狀的有限空間,尤如一個上下略偏的橢圓形燈籠。物質(zhì)宇宙整體以一個固定的旋轉(zhuǎn)角速度繞著宇宙中心（即銀河系中心）旋轉(zhuǎn)。宇宙之最邊緣（宇宙赤道）的切線速度為每秒30萬公里（即為光速），而且宇宙繞中心旋轉(zhuǎn)一周的周期早已被測出即為：6.3X1013年。旋轉(zhuǎn)角速度約為每年2X10-8角秒。

據(jù)以上已知數(shù)據(jù)即可對宇宙的有關(guān)數(shù)據(jù)作如下計算：

（1）宇宙的旋轉(zhuǎn)周期

T宇=6.3X1013年

（2）宇宙繞中心旋轉(zhuǎn)的最外邊界（宇宙赤道）切線速度

U宇=30萬公里/秒=3X105公里/秒=9.5X1012公里/年=1光年

（3）宇宙的赤道周長：

S宇=U宇XT宇=3X105公里/秒X6.3X1013年=1光年X6.3X1013年=6.3X1013光年

（4）宇宙的直徑：

D宇=S宇÷П=6.3X1013光年÷3.1416=200535X108光年=200535億光年

則r宇=100268億光年=100268X108X9.5X1012=952546X1020公里

即“宇宙胎”的初始膨脹速度為光速（30萬公里/秒）的3.1752萬億億倍。

我們現(xiàn)探測到的最遠(yuǎn)距離為800億光年，僅是宇宙半徑的0.798%。

（5）宇宙的體積

Ｖ宇＝4/3πr3=4.2X(100268X108X9.5X1012)3=4.2(952546X1020)3

?????=4.2X8.643X1017?X1060=3.63X1078公里3=3.63X1093cm3

（注：銀河系的體積為450122X1063cm3，僅為宇宙體積的8億億億分之一）

（6）宇宙的質(zhì)量

宇宙自誕生以來，在整體上沒有什么變化，是永恒的，而其內(nèi)部的萬事萬物卻是變化不定的，所謂變化其實(shí)就是質(zhì)量和能量之間互相轉(zhuǎn)換而已，而且每時每刻的質(zhì)能變化都處于一種動態(tài)的平衡之中。即有多少能量在轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的同時，就有相應(yīng)的物質(zhì)化生為能量，區(qū)域性的微小不平衡，正是為了使宇宙整體達(dá)其平衡。據(jù)天文學(xué)家測得的處于動態(tài)平衡的宇宙臨界密度為2X10-29克/cm3。可計算出宇宙的質(zhì)量W宇

W宇=V宇×G宇臨=2X10-29/cm3X3.63X1093cm3

????????????????=7.26X1064克=7.26X1061千克

????????????????=7.26X1058噸

????????????????=726億億億億億億億噸

關(guān)于宇宙的質(zhì)量，始終是一個無法準(zhǔn)確計算的謎，據(jù)測算，物質(zhì)宇宙的實(shí)際質(zhì)量遠(yuǎn)比目前按恒星和可見星體等物質(zhì)的可測密度計算出來的質(zhì)量大得多。

如有的天文學(xué)家計算，若要達(dá)質(zhì)能互化臨界平衡狀態(tài)，必須在每一萬升宇宙空間中應(yīng)有30個質(zhì)子（實(shí)際上應(yīng)為中子，質(zhì)量為1.6748X10-27千克）。化生為由一個質(zhì)子(質(zhì)量1.6726X10-27千克)和一個電子（質(zhì)量為0.000911X10-27千克）組成的氫原子時，釋放出相當(dāng)于0.001289X10-27千克質(zhì)量的能量。

已知宇宙的體積V宇=3.63X1093cm3（毫升）

??????????????????=3.63x1090dm3(升)

=3.63x1086萬升

則W宇= 3.63x1086X30X1.6748X10-27千克

=182.4X1059千克=182.4X1056噸

=182.4億億億億億億億噸

其質(zhì)量僅為宇宙臨界密度2X10-29克/cm3計算質(zhì)量的25%。

而目前在實(shí)體物質(zhì)宇宙中測出的實(shí)際密度為每1萬升中僅有0.6個中子

W宇= 3.63x1086X0.6X1.6748X10-27千克

=3.65X1059千克=3.65X1056噸

=3.65億億億億億億億噸

其質(zhì)量僅為宇宙臨界密度2X10-29克/cm3計算值的0.5%。由此看來宇宙中有99.5%的物質(zhì)下落不明。

其實(shí)在整個物質(zhì)宇宙中，絕大部分的量子構(gòu)成了場態(tài)的量子宇宙。僅有極少數(shù)的量子在高溫、高壓下演化為微電子、微中子、各種夸克粒子、中子，并在膨脹降溫過程中化生出各種物質(zhì)元素組成各種星體或星系構(gòu)成了實(shí)體物質(zhì)宇宙。

若將演化構(gòu)成實(shí)體物質(zhì)宇宙的量子視為100%，那么，其中99%的量子演化構(gòu)成了實(shí)體物質(zhì)宇宙中各種高密度的暗物質(zhì)體，它們主要是各恒星系中心的漩渦黑洞，中子星、夸克星、各種粒子和微粒子及各種超重粒子和超重微粒子。只有1%的量子在高溫、高壓下演化為實(shí)體物質(zhì)的各類星體或星系。若我們再把剩下而化生為實(shí)體物質(zhì)的各類星體或星系的1%的量子視為100%，那么，用來演化為氫元素構(gòu)成發(fā)光（發(fā)可見光）的恒星或恒星系及各種低溫類星體（包括紅矮星、褐矮星、白矮星、黑矮星）的量子約占75%左右，用來演化為氦元素構(gòu)成氦星或氦星系的量子約占25%左右，而直接用來演化為各種重物質(zhì)元素和超重物質(zhì)元素構(gòu)成各種不發(fā)光（僅有微波輻射）的暗星系和暗星體的量子還不到千分之二、用來演化構(gòu)成繞恒星旋轉(zhuǎn)的行星和豐富多彩的生物、植物體的量子的比例則更是少得令人們難以置信的微乎其微的地步。

如整個太陽系的質(zhì)量為（1.992X1033千克），而太陽的質(zhì)量就占99.85％（太陽質(zhì)量為1.989X1033千克）而其它十大行星和所有衛(wèi)星，小行星、慧星、生物、氣體、塵埃……等僅占0.15%。而且在繞太陽旋轉(zhuǎn)的木星和土星上面都覆蓋著深達(dá)幾千米的液態(tài)氫的“海洋”，而它們和天王星、海王星等的上空都有豐富的氫氣和氦氣。故實(shí)際上太陽系外圍所有天體的總質(zhì)量僅約占太陽系總質(zhì)量的0.13%左右。

但是，由于物質(zhì)宇宙中的場態(tài)物質(zhì)宇宙和實(shí)體物質(zhì)宇宙是對立統(tǒng)一的。在實(shí)體物質(zhì)宇宙中的天體結(jié)構(gòu)及運(yùn)動狀態(tài)有如克隆關(guān)系。如太陽系尤如多層次電子軌道的原子所克隆。銀河系尤如太陽系所克隆。實(shí)體物質(zhì)宇宙又如銀河系所克隆。我們?nèi)舭刺栂档奈镔|(zhì)質(zhì)量分配原則（中心由輕物質(zhì)元素氫原子構(gòu)成的太陽的質(zhì)量占太陽系總質(zhì)量的99.87%、外圍由各種重元素構(gòu)成的繞著中心太陽旋轉(zhuǎn)的所有大行星、若干小行星和彗星、空氣、塵埃及地球上的生物、植物……等物質(zhì)體之總質(zhì)量之和僅占太陽系總質(zhì)量的0.13%左右）處理。那么，在物質(zhì)宇宙中處于中心位置的實(shí)體物質(zhì)宇宙與外圍的場態(tài)的物質(zhì)宇宙的質(zhì)量分配則應(yīng)相反。即中心的實(shí)體物質(zhì)宇宙的質(zhì)量僅占物質(zhì)宇宙總質(zhì)量的0.13%，而四周圍場態(tài)物質(zhì)宇宙的質(zhì)量則應(yīng)占物質(zhì)宇宙總質(zhì)量的99.87%。如處于動態(tài)平衡的物質(zhì)宇宙的臨界密度值2X10-29克/cm3準(zhǔn)確，那么，整個物質(zhì)宇宙的質(zhì)量就應(yīng)為726X1056噸（726億億億億億億億噸）。那么，物質(zhì)宇宙中的實(shí)體物質(zhì)宇宙的質(zhì)量則為726X1056噸X0.13%= 0.944X1056噸≈1056噸，而場態(tài)物質(zhì)宇宙的質(zhì)量則為726X1056噸X 99.87%=725.06X1056噸≈725X1056噸。

正因?yàn)橛钪嬷锌蓽y和不可測的暗物質(zhì)的比例很大，而且所有天體都處在不同的運(yùn)動速度下的不同的失重狀態(tài)，故無法準(zhǔn)確計算出物質(zhì)宇宙的真實(shí)質(zhì)量。

4、宇宙時間的推算

關(guān)于宇宙的年齡，一般認(rèn)為是150億年。但從宇宙太空掉到地球上的古老隕石測試，其形成的時間在200億年以上。由于最初的星云球體星系形成后，是在極冷（僅略高于0.16K）的量子場的冷卻和量子場力的作用下逐漸形成實(shí)體物質(zhì)星系和恒星系。由于宇宙中心星云球的溫度最高，而宇宙邊界處的溫度最低，所以距離中心最遠(yuǎn)的星系先形成，發(fā)光的恒星系最后形成。而且形成的時間并不需要太久，一般星系用不上幾萬年，形成發(fā)光的星系也用不上幾億年。尤其是小質(zhì)量的星球形成的時間要比大星球或恒星要早得多。而掉到地球上的隕石都是非常小的星體，它們的形成時間與宇宙誕生時間更接近或更準(zhǔn)確。故宇宙的年齡應(yīng)該至少為200億年。

另外，據(jù)一些天文學(xué)家推算，宇宙從誕生（運(yùn)動）到終結(jié)（靜止）（實(shí)際上不可能終結(jié)，因?yàn)闆]有任何更強(qiáng)的作用力來破壞第一和第二宇宙推動力的平衡）的時間為10200年。雖然不能算作很好的依據(jù)，但仍可用它來大致推算一下宇宙的最小年齡。

即“母宇宙”中的“宇宙胎”從形成到膨脹也應(yīng)為10200年，而“母宇宙”中量子團(tuán)形成時間和“宇宙胎”形成時間是在一瞬間內(nèi)完成的。也就是說，從“母宇宙”的形成到量子團(tuán)的形成的時間也應(yīng)是10200年

所以，母宇宙的年齡可估算為2X10200+2X1010=2（10200+1010）年

八、結(jié)束語

關(guān)于《宇宙是這樣形成的》一書的主要內(nèi)容，到此已經(jīng)基本論述結(jié)束，但是，只要細(xì)心閱讀該論文的人，在看完之后都會發(fā)現(xiàn)一個問題，那就是盡管在論文的內(nèi)容中多次提到過太陽或太陽系的事例，然而，對太陽系到底是怎樣形成的并沒有寫出來，而且它又是宇宙形成過程中的一個非常重要的環(huán)節(jié)。是的，太陽系的形成對我們?nèi)祟惖淖陨砩姝h(huán)境來說，是一個根本性的生命要素。太陽系形成于銀河系的銀核附近，是“宇宙誕生之謎中的謎中之謎”，而生物的起源則更是謎中之謎的謎中之謎。目前世界上對太陽系的形成學(xué)說不少，但是都不能自圓其說，因而處于互相爭論不休的狀態(tài)，對于太陽系的形成過程，我現(xiàn)在也正在思維和推理的過程中，但思考尚未成熟，故現(xiàn)在我還不能用我手中的筆將其形成的條件和形成過程的輪廓勾畫出來。望對此感興趣的人耐心等待，請相信，在不久的將來，一定會有一篇構(gòu)思奇特而又符合邏輯推理的，“關(guān)于太陽系是怎樣誕生的”論文問世。對宇宙大自然的探索，猶如攀登珠穆朗瑪峰。無志無毅力者，只能在山腳下望山而嘆！。有志無毅力者，半途而返前功盡棄。唯有大志大勇、毅力堅韌者，方可攀上珠峰之巔。人到世間極不易，應(yīng)珍惜。人生旅途各不同，自我生命的價值在于奉獻(xiàn)而不是索取。奉獻(xiàn)者得之，只索取者，最終什么也得不到。為事業(yè)少說多做，盡已之力作貢獻(xiàn)。莫言無人能識已，有績自有人識君。最后附創(chuàng)作有感詩一首：

人腦是個智慧庫，勤用大腦可開發(fā)。

激發(fā)右腦更重要，形象思維是絕招。

人老有志心不老，不畏崎嶇勇攀高。

要想上天應(yīng)有路，要想入地須有門，

恒心架起通天塔，勇氣吹開地府門。

靜中直覺出靈感，可闖一關(guān)又一關(guān)，

山窮水盡疑無路，柳暗花明換新天。

人生在世有苦甜，苦中有樂悠悠然，

若能悟明其中理，健康長壽也不難。

要出成果勤耕耘，智慧明燈照前程。

凡事就怕有心人，誠心鉆研定有成。

默默無聞隨意過，一朝成就天下知。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2001年10月25日