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主题:关于宇宙质量的一些疑惑 -- hopeful
宇宙中的恒星不断释放能量,其来源是核反应,核反应要消耗物质,这会使恒星质量不断减少。以太阳为例,质量每天减少430万吨。由此产生几个问题:
1. 如果将物质转化为能量是宇宙的普遍规律,那么整个宇宙的总质量是否在持续减少?
2. 如果事实不是这样,那么是否存在核聚变的逆反应,即将能量固化为质量的反应?
3. 如果宇宙总质量持续减少,那么星体间的引力也将下降,宇宙因此将处于膨胀中,这是否为红移现象的可能原因?
不过根据热力学第二定律,质量转化为能量能自发进行,那么能量转化为质量就不能自发进行。如果宇宙有生命的话,那么质量一直单方向减少也说的通。如果星体的质量减小引力减小的话,那么根据万有引力定律,两个星体间是靠近,还是分离说不清楚了。
实际的情况会让你很吃惊,简单回答你的问题吧。宇宙学很庞大而且发展很快。
1.相对论说,质量等同于能量。宇宙演化的过程中,能量和质量互相转化。不同时期,可能不同的形态主导。目前,能量是主要的部分。
2.能量可以转换成有质量的粒子,比如早期宇宙以及高能粒子加速器上都有这样的过程。理论上,能量通过量子涨落变成一对粒子和反粒子。
3.宇宙演化是个巨大的课题,研究的对象是整个宇宙,星体只占宇宙质量很小的一部分,不能用来理解宇宙膨胀。
另:实际上,目前人类熟知的物质占宇宙质(能)量的5%,其中十分之一是恒星,也就是说恒星占总质量的0.5%。另有25%的物质是暗物质。也就是说,我们不知道它们是什么样的粒子,这些粒子有什么样的性质,但是从对星系的观测中可以肯定存在。剩下70%以能量的形式存在,称为暗能量。同样我们不清楚细节,它的存在来自于宇宙膨胀观测和广义相对论的推理。
我们平常说的"宇宙质量"实际上就是宇宙中所有质量和能量之和(严格的说包括物质,能量,暗物质和暗能量).这样就不存在"宇宙之量持续减少"的问题.
宇宙确实不能用我们日常生活的直觉去理解。
既然目前的宇宙中能量是主要部分,那么物质是主要部分的时候会是什么样子?
广义相对论里,质量和能量地位是一样的,也就是说它们引起的引力效果相同。从这个角度说,物质为主还是能量为主对宇宙的演化并没有什么不同。