当英国物理学家斯蒂芬·威廉·霍金于1974年做此预言时,整个科学界为之震动。霍金的理论是受灵感支配的思维的飞跃,他结合了广义相对论和量子理论,他发现黑洞周围的引力场释放出能量,同时消耗黑洞的能量和质量。假设一对粒子会在任何时刻、任何地点被创生,被创生的粒子就是正粒子与反粒子,而如果这一创生过程发生在黑洞附近的话就会有两种情况发生:两粒子湮灭、一个粒子被吸入黑洞。

“一个粒子被吸入黑洞”这一情况:在黑洞附近创生的一对粒子其中一个反粒子会被吸入黑洞,而正粒子会逃逸,由于能量不能凭空创生,我们设反粒子携带负能量,正粒子携带正能量,而反粒子的所有运动过程可以视为是一个正粒子的为之相反的运动过程,如一个反粒子被吸入黑洞可视为一个正粒子从黑洞逃逸。这一情况就是一个携带着从黑洞里来的正能量的粒子逃逸了,即黑洞的总能量少了,而爱因斯坦的公式E=mc^2表明,能量的损失会导致质量的损失。

大爆炸会不会创造了大量的微型黑洞,这些黑洞就是暗物质?

人类的认识有一个基本原则,即“凡是具体的都是有限的”。因此,作为膨胀的宇宙,其一定是一个具体的事物,是自然界的一部分,是一个相对独立的封闭系统。因为,无限大的宇宙是无所谓膨胀的。同理,一个具体而有限的宇宙,一定是由无数个不可再分的最小粒子构成的。这一点,随着普朗克常数h的被发现,而获得了证实。因为,该常数的物理量纲是粒子的角动量。

而且,正是因为普朗克常数h的存在,才使得能量具有了不连续性,从而避免了能量辐射☢️的紫外灾变。为了强调宇宙中最小粒子的不可再分性,我们就将由普朗克常数h定义的最小粒子,命名为量子。由此,使我们获得了一个有机的量子宇宙观:离散的量子构成了宇宙的物理背景即量子空间,受到激发的量子成为光子,由高能量子组成的封闭体系就是各种不同的基本粒子即物质。

因此,当宇宙收缩时,量子空间的密度和能量会变得越来越大,以至于最终在宇宙的内部只存在单一的状态,只有作为物理背景的离散量子。于是,当宇宙收缩至量子之间的距离接近于零时,就再也无法继续进行下去了。于是,宇宙产生了反转,由收缩变为膨胀。因为,决定宇宙收缩或膨胀的因素,是宇宙内外部量子空间能量密度(压强)的比较。

所以,宇宙早期的膨胀是非常剧烈的,即宇宙的膨胀速度远大于宇宙内部的传播速度(光速),从而使其内部越来越不平衡。于是,局部高能的量子借助于高速运动形成了封闭体系,即产生了各种基本粒子。所谓黑洞,就是其中的光子被封闭起来,不对外辐射能量。从这个意义上来说,各种基本粒子就是微型的黑洞,因为高能量子就是受到激发的量子即光子。

反之,根据暗物质的定义,其只具有引力的作用。而各种基本粒子,它们不仅具有黑洞的性质即封闭光子,还具有角动量,可以产生包括引力在内的四种相互作用力。所以,基本粒子不符合暗物质的定义,因而它们并不是暗物质。总之,由于宇宙的剧烈膨胀,导致其内部的不平衡,使局部高能量子形成了各种基本粒子。这些粒子的本质是量子高速运动形成的封闭体系,因而符合黑洞的定义,但却不符合暗物质的定义。

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