黑洞和类星体数学模型问题

7．黑洞和类星体数学模型问题

《中国大百科全书》的物理卷，广义相对论条《黑洞物理》这样说：“根据广义相对论，在球对称的引力坍缩为黑洞，而一旦形成黑洞就会一直坍缩到奇点。”^[1]强德拉塞卡（S．Chandraskar）说：“电子在某种情况下会以接近光速的运动出现相对论性简并状态。”

我们知道以黑洞物理研究著名的S．霍金，还没有黑洞的数学模型。他所有的是一种意象——《果壳中的宇宙》如图1‐7‐1所示。^[2]

图1‐7‐1

本书既以“自然是数学设计的”自许，那就应该用自然数设计出一个“黑洞”的数学模型（《洛书》黑洞模型）如图1‐7‐2所示。

图1‐7‐2

图的制作，是根据《洛书》的数学场⑨—④为引力场和以⑥—①为电磁力场相结合来作为黑洞的基础。而这两个数学场的两组数是一对相恋数，即：6²×1＝6²，9×4＝6²，如图1‐7‐3所示。

图1‐7‐3

讨论类星体模型，《洛书》式的数学框架如图1‐7‐4所示。

图1‐7‐4

这里存在一种动态平衡关系：比如②⑦表示吸积的能量为5，那么③⑧表示喷发的量为－5，它和化学上的柔和能等价于自由能的减小：A＝△－△G，原理相合，而且存在一种引力和斥力互补关系（见图1‐7‐5）。

图1‐7‐5

△1×3＝3，　3×3＝9，　9×3＝27，　27×3＝81，　81×3＝243，

　243×3＝729，　729×3＝2187，…

△2×2＝4，　4×2＝8，　8×2＝16，　16×2＝32，

　32×2＝64，　64×2＝128，　128×2＝256，…

这是一种3∶2的比率关系，正符合水星自转周期58．646天等于它的公转周期87．969天的2／3：

58．646×3＝175．938

87．969×2＝175．938

由此推出一个类星体的数学模型如图1‐7‐6所示。

图1‐7‐6

S．霍金在他的《时间简史》中就类星体的这种天体这样说：

类星体的中心是类似的，但是质量更大的黑洞，其质量大约为太阳的1亿倍。落入此超重的黑洞的物质，能提供仅有的，足够大的能源，用以解释这些物体释放出的巨大能量。当物质旋入黑洞，它将使黑洞往同一方向旋转，使黑洞产生一类似地球上的一个磁场。落入的物质会在黑洞附近产生能量非常高的粒子。该磁场是如此之强，以至于将这些粒子聚焦成沿着黑洞旋转轴，也即它的北极和南极方向往外喷射的射流。在许多星系和类星体中，确实观察到这类射流。^[3]

这恐怕可以说是东、西方的对话。S．霍金的这番说话，不是对中国《洛书》式的类星体的数学模型的解说词。“自然是数学设计的”断语，没错！

2006年5月5日，英国《卫报》发表题为“只有一次宇宙爆炸，还是有许多次的”文章这样说：

时间并不是从140亿年前的一次大爆炸开始的，而那一次创造了我们周围的一切物质的大爆炸，只不过是许多次大爆炸中的最新一次。

提出这一论点的是剑桥大学理论物理学家尼尔·图罗克和新泽西州普林斯顿大学的保罗·斯坦哈特在《科学》周刊上发表的理论认为，宇宙至少1万亿年历史。在我们知道的那次大爆炸前发生过许多次大爆炸。图罗克教授并认为“宇宙的年龄极可能比1万亿年要早得多。根据我们的研究，不必有时间的开始，宇宙可能存在了无限长时间，其体积也无限大”。

笔者于是认为，这不仅是个理论问题，而且是一个如何联系类星体会爆发巨大能量从而正确理解宇宙的性质及其生命走向的现实问题。

【注释】

[1]《中国大百科全书·物理学卷》编委会：《中国大百科全书·物理学》，中国大百科全书出版社，1988年。

[2]［英］斯蒂芬·霍金著，吴忠超译：《果壳中的宇宙》，湖南科学技术出版社，2002年。

[3]［英］斯蒂芬·霍金著，吴忠起译：《时间简史》，湖南科学技术出版社，2002年。