Page 291 - 物质的绝对运动——相对论和量子力学的物理起源

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2GM 2 . 6 67259 10  6 10 30
r s  c 2  3 10 8  2  9 . 8  10 3 m （14.30）
这个量子黑洞的视界半径为 8.9 公里。由此可知，所谓奇球实际上不存在任何奇异性，除了
内部的量子简并压趋于无限大之外，奇球的体积、质量和质量密度都是有限的。
元宇宙的演化可能与此相似。从宇宙大爆炸开始，经过一个持续膨胀过程之后，可能演
变成宇宙大爆缩或大挤压，宇宙中的所有物质被压缩成普朗克费米子的简并态，最后形成类
似量子黑洞的奇球结构，这种包含一个奇球的宇宙可称为普朗克量子宇宙，如图 14-6 所示。
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据估测，目前的可观察宇宙的质量 M ≈10 kg（实际质量可能远远大于这个数值，因为元宇
宙内部的观察者不能够观察到非线性视界的光子墙，质量 M 只是由重子物质构成的总星系
的质量，并不包括光子墙的质量），这个质量可视为普朗克量子宇宙的质量。而普朗克量子
宇宙的质量密度等于普朗克密度
   pl （14.31）

那么，大爆缩形成的普朗克量子宇宙的半径约为
3M
R  3  10  15 m （14.32）
4 pl

这个尺度与质子或原子核的半径相当。在普朗克量子宇宙中，由于普朗克费米子是不可压缩
的，即普朗克费米子的简并压力无限大，可以抵抗任何引力收缩，确保不产生奇点。

五、暗物质与非线性宇宙
上世纪三十年代，为了解释天文观测中发现的疑似违反牛顿万有引力的现象，有人提出
了暗物质的概念。后来通过天体的运动、引力透镜效应、宇宙的大尺度结构的形成、微波背
景辐射等观测结果，表明暗物质可能大量存在于星系、星系团及宇宙中，其质量远大于宇宙
中全部可见天体的质量总和。结合宇宙微波背景辐射各向异性观测和标准宇宙模型，可以确
定宇宙中暗物质占全部物质总质量的 85%，而可观察物质仅占全部物质总质量的 15%。近
四十年来，各国物理学家想方设法寻找各种可能的暗物质粒子，但都没有获得成功。早期曾

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