七、物质宇宙的大小及年龄

1、从物质粒子的大小看微观宇宙有多小

⑴物质由分子组成

在宇宙中的一切物质均由分子组成。

分子的能量在3×10-2电子伏特以下。一个氧分子的直径为3×10-8厘米（3埃，1埃等于1厘米的1亿分之一）。1立方厘米的气体中含有2.7×1019个气体分子。1滴水中含有15万亿亿个水分子,若将1立方厘米的水均匀地分布在地球表面上,那么每平方厘米的地面上可得6000多个水分子.1个水分子的质量为10-26千克。

⑵分子又是由原子组成

一切物质的分子均由更小的原子组成。

原子的能量为几电子伏特（3×10-2——10电子伏特之间）。将1亿个氧原子排列成行其长度仅为1厘米。1 个氧原子的直径为10-8厘米（1埃），1 个氢原子的质量为1.67×10-27千克。

⑶原子又是由原子核和电子组成

一切物质元素的原子由更小的原子核和电子组成（其实是由一定数量的氢原子和中子结合而成）。

原子核能量为106电子伏特，原子核直径为原子直径的万分之一。如氧原子核直径为10-12厘米（0.0001埃）。原子核的体积仅为原子体积的几千亿分之一。氢原子核质量为1.669×10-27千克，电子质量为0.000911×10-27千克。

⑷原子核又是由质子和中子组成

一切物质元素的原子核又是由质子和中子组成（或由一定数量的氢原子核和中子结合而成）。

质子、中子能量为109电子伏特。直径约为10-16厘米。质子质量为1.6726×10-27千克，中子的质量为1.6748×10-27千克。

⑸质子和中子又是由夸克粒子组成

质子和中子均由更小的夸克粒子构成。

夸克粒子的能量为1014电子伏特，直径约为10-22厘米。上夸克质量为0.001×10-27千克，下夸克质量为0.002×10-27千克。

⑹夸克粒子又是由微中子、微电子组成

各种夸克粒子又由更微小的微粒子微中子和微电子结合构成。

微中子、微电子能量为1018电子伏特

微中子、微电子的直径约为10-27厘米

微中子、微电子的质量约为0.0000198×10-27千克

⑺微中子、微电子又是由量子演化而成

微中子和微电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。

量子能量为1028电子伏特

量子的线性尺度为10-33厘米

量子的质量（在光速下）趋于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”直接演化而来，是宇宙中最微小的物质性微粒子，并演化出宇宙中的万物。故宇宙中的一切物质均是由“真空能”演化而成的。

2、从天体间有关数据看宏观宇宙有多大

在万里无云的晴朗夜晚，我们抬头仰视星空，星光点点，繁星満天。每个闪烁光点之星都是一些非常巨大的恒星，看上去它们似乎离我们不太远，实际上它们与我们的距离远得令人惊呀！那些隐约可见点点星光的恒星更巨大和遥远。恒星密集像河流的地方。就是由4000多亿颗恒星组成的银河系。而那些看上去如云雾状的云团，则是由上千万个像银河系一般大小的星系组合而成的星系群或星系团，它们与我们的距离更是远得让人不可思议。每个星体、恒星、星系群或星系团之间的距离也都非常遥远。天文学家为了方便对大尺度距离的测量，使用了三把尺度的尺子（1）天文单位：即把地球与太阳之间的距离1.5亿公里称之为1个天文单位。（2）光年：一光年就是光以每秒30万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（一百万秒差距，即326万光年，1千秒差距为3260光年，约31X1015公里）。为了更好地了解星空距离，我们不妨从地球起由近及远的星体或星系的距离及质量大小举例去认识宇宙空间的大小。

我们的家圆地球，直径12756公里，体积1100X1024cm3。质量6.1X1024千克（61万亿亿吨）。距太阳1.5亿公里，以每秒30公里的速度绕太阳旋转。也就是说即使我们坐在地球上不动也在以每小时10万8千公里的速度随地球一起运动。中国自古有一天不出门，日行8万里之说，也正好与地球以0.465公里/秒的速度自转一周，行程40176公里，每公里等于2华里即为80352华里相吻合。

太阳系的木星，直径14万3千公里（是地球直径的11.2倍）。体积15352000X1024cm3。（是地球体积的1395.6倍）。质量2042X1024千克（20420万亿亿吨，是地球质量的334.75倍）。距太阳8亿公里，以每秒13.3公里的速度绕太阳旋转。

距地球最近（1.5亿公里）的太阳，直径14000万公里（是地球直径的1097.5倍）。体积1441X1033cm3。（是地球体积的131000万倍）。质量1.989X1033千克（198.9万亿亿亿吨，是地球质量的32600万倍）。距银河中心3.25万光年，以每秒246万公里的速度绕银心旋转运动，每转一周需要2.5亿年。而且太阳仅是银河系4000多亿颗恒星中的一个小个子。如银河东边天鹰座的牛郞星的直径是太阳的1.7倍，质量为太阳的1.6倍。银河西边天琴座的织女星的直径是太阳的2.8倍，质量为太阳的2.4倍。（牛郞、织女相距11光年，若牛郞给织女打电话，需等22年才能互相听到对方的声音）。银河中间天鹅座的天津四星的直径是太阳的106倍，质量为太阳的22倍。天蝎座的心宿二（又名大火星）直径为太阳的600倍，质量为太阳的25倍，距地球410光年,其密度很底，仅为太阳密度的300万分之一，而体积十分庞大，能装下2亿6000颗太阳。而猎户座中参宿四星的直径则是太阳的900倍。河外星座仙王座中的VV星的直径是太阳的1600倍。现已知最大恒星是HD9325星的质量是太阳质量的120倍。

再从远离地球的距离看：银河系中离太阳最近的恒星是半人马座的比邻星，它距太阳4.2光年。天狼星距太阳8.6光年，牛郞星距太阳16光年，织女星距太阳27光年。参宿七距地球850光年。天津四距地球1740光年。船底座伊塔星距地球7500光年。在宇宙中每一个星系都非常庞大，银河系仅是实体物质宇宙中1250多亿个星系中的一个中等星系,其银盘直径8亿光年，有恒星4000多亿颗。而河外星系比它大的有的是，如仙女座中的M31星系，直径16万光年，距地球220万光年，拥有恒星1亿亿多颗。猎户座的NGC421星系，距地球1300万光年。室女星座中有一个星系团，有1000多个星系，距地球2000万光年。半人马座中的漩涡星ESO269——57，直径20万光年，距地球1亿5千万光年。后发星座中的一个星系团，有2700多个星系，距地球2亿4千万光年。北冕星座中的一个星系团，有400多个星系，距地球7亿光年。遥远的射电星系S14.5+63T距地球80亿光年。天炉星座中心类星体距地球90亿光年。目前已发现离地球最遥远的2颗恒星的距离为800亿光年。

从上述数据资料看出，我们已探测到的宇宙空间是如此地广阔，我们从认识地球到认识到太阳，视线扩大了上万倍，从太阳系认识到银河系视线扩大了上百亿亿倍。但是，即使这样广阔的空间，也仅是我们希望认识的宇宙空间中的极其有限的一小部分，整个宇宙空间的神秘面纱，还远远没有被揭开。

3、物质宇宙的直径、体积、质量等数据的计算

物质宇宙（包括场态物质宇宙或黑洞（隐形））宇宙和实体物质宇宙（其中一定区域为看得见或摸得着实体物质的显性宇宙）确实非常之巨大,但并非是无限之大。它的大小是有极限值的。是有限的。它是一个以银河系的漩涡中心（垂轴与银盘水平面中心之交点）为中心。以一定极限值长度为半径的一个上下略扁的椭圆球状的有限空间,尤如一个上下略偏的椭圆形灯笼。物质宇宙整体以一个固定的旋转角速度绕着宇宙中心（即银河系中心）旋转。宇宙之最边缘（宇宙赤道）的切线速度为每秒30万公里（即为光速），而且宇宙绕中心旋转一周的周期早已被测出即为：6.3X1013年。旋转角速度约为每年2X10-8角秒。

据以上已知数据即可对宇宙的有关数据作如下计算：

（1）宇宙的旋转周期

T宇=6.3X1013年

（2）宇宙绕中心旋转的最外边界（宇宙赤道）切线速度

U宇=30万公里/秒=3X105公里/秒=9.5X1012公里/年=1光年

（3）宇宙的赤道周长：

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

（4）宇宙的直径：

D宇=S宇÷П=6.3X1013光年÷3.1416=200535X108光年=200535亿光年

则r宇=100268亿光年=100268X108X9.5X1012=952546X1020公里

即“宇宙胎”的初始膨胀速度为光速（30万公里/秒）的3.1752万亿亿倍。

我们现探测到的最远距离为800亿光年，仅是宇宙半径的0.798%。

（5）宇宙的体积

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：银河系的体积为450122X1063cm3，仅为宇宙体积的8亿亿亿分之一）

（6）宇宙的质量

宇宙自诞生以来，在整体上没有什么变化，是永恒的，而其内部的万事万物却是变化不定的，所谓变化其实就是质量和能量之间互相转换而已，而且每时每刻的质能变化都处于一种动态的平衡之中。即有多少能量在转化为物质的同时，就有相应的物质化生为能量，区域性的微小不平衡，正是为了使宇宙整体达其平衡。据天文学家测得的处于动态平衡的宇宙临界密度为2X10-29克/cm3。可计算出宇宙的质量W宇

W宇=V宇×G宇临=2X10-29/cm3X3.63X1093cm3

                =7.26X1064克=7.26X1061千克

                =7.26X1058吨

                =726亿亿亿亿亿亿亿吨

关于宇宙的质量，始终是一个无法准确计算的谜，据测算，物质宇宙的实际质量远比目前按恒星和可见星体等物质的可测密度计算出来的质量大得多。

如有的天文学家计算，若要达质能互化临界平衡状态，必须在每一万升宇宙空间中应有30个质子（实际上应为中子，质量为1.6748X10-27千克）。化生为由一个质子(质量1.6726X10-27千克)和一个电子（质量为0.000911X10-27千克）组成的氢原子时，释放出相当于0.001289X10-27千克质量的能量。

已知宇宙的体积V宇=3.63X1093cm3（毫升）

                  =3.63x1090dm3(升)

=3.63x1086万升

则W宇= 3.63x1086X30X1.6748X10-27千克

=182.4X1059千克=182.4X1056吨

=182.4亿亿亿亿亿亿亿吨

其质量仅为宇宙临界密度2X10-29克/cm3计算质量的25%。

而目前在实体物质宇宙中测出的实际密度为每1万升中仅有0.6个中子

W宇= 3.63x1086X0.6X1.6748X10-27千克

=3.65X1059千克=3.65X1056吨

=3.65亿亿亿亿亿亿亿吨

其质量仅为宇宙临界密度2X10-29克/cm3计算值的0.5%。由此看来宇宙中有99.5%的物质下落不明。

其实在整个物质宇宙中，绝大部分的量子构成了场态的量子宇宙。仅有极少数的量子在高温、高压下演化为微电子、微中子、各种夸克粒子、中子，并在膨胀降温过程中化生出各种物质元素组成各种星体或星系构成了实体物质宇宙。

若将演化构成实体物质宇宙的量子视为100%，那么，其中99%的量子演化构成了实体物质宇宙中各种高密度的暗物质体，它们主要是各恒星系中心的漩涡黑洞，中子星、夸克星、各种粒子和微粒子及各种超重粒子和超重微粒子。只有1%的量子在高温、高压下演化为实体物质的各类星体或星系。若我们再把剩下而化生为实体物质的各类星体或星系的1%的量子视为100%，那么，用来演化为氢元素构成发光（发可见光）的恒星或恒星系及各种低温类星体（包括红矮星、褐矮星、白矮星、黑矮星）的量子约占75%左右，用来演化为氦元素构成氦星或氦星系的量子约占25%左右，而直接用来演化为各种重物质元素和超重物质元素构成各种不发光（仅有微波辐射）的暗星系和暗星体的量子还不到千分之二、用来演化构成绕恒星旋转的行星和丰富多彩的生物、植物体的量子的比例则更是少得令人们难以置信的微乎其微的地步。

如整个太阳系的质量为（1.992X1033千克），而太阳的质量就占99.85％（太阳质量为1.989X1033千克）而其它十大行星和所有卫星，小行星、慧星、生物、气体、尘埃……等仅占0.15%。而且在绕太阳旋转的木星和土星上面都覆盖着深达几千米的液态氢的“海洋”，而它们和天王星、海王星等的上空都有丰富的氢气和氦气。故实际上太阳系外围所有天体的总质量仅约占太阳系总质量的0.13%左右。

但是，由于物质宇宙中的场态物质宇宙和实体物质宇宙是对立统一的。在实体物质宇宙中的天体结构及运动状态有如克隆关系。如太阳系尤如多层次电子轨道的原子所克隆。银河系尤如太阳系所克隆。实体物质宇宙又如银河系所克隆。我们若按太阳系的物质质量分配原则（中心由轻物质元素氢原子构成的太阳的质量占太阳系总质量的99.87%、外围由各种重元素构成的绕着中心太阳旋转的所有大行星、若干小行星和彗星、空气、尘埃及地球上的生物、植物……等物质体之总质量之和仅占太阳系总质量的0.13%左右）处理。那么，在物质宇宙中处于中心位置的实体物质宇宙与外围的场态的物质宇宙的质量分配则应相反。即中心的实体物质宇宙的质量仅占物质宇宙总质量的0.13%，而四周围场态物质宇宙的质量则应占物质宇宙总质量的99.87%。如处于动态平衡的物质宇宙的临界密度值2X10-29克/cm3准确，那么，整个物质宇宙的质量就应为726X1056吨（726亿亿亿亿亿亿亿吨）。那么，物质宇宙中的实体物质宇宙的质量则为726X1056吨X0.13%= 0.944X1056吨≈1056吨，而场态物质宇宙的质量则为726X1056吨X 99.87%=725.06X1056吨≈725X1056吨。

正因为宇宙中可测和不可测的暗物质的比例很大，而且所有天体都处在不同的运动速度下的不同的失重状态，故无法准确计算出物质宇宙的真实质量。

4、宇宙时间的推算

关于宇宙的年龄，一般认为是150亿年。但从宇宙太空掉到地球上的古老陨石测试，其形成的时间在200亿年以上。由于最初的星云球体星系形成后，是在极冷（仅略高于0.16K）的量子场的冷却和量子场力的作用下逐渐形成实体物质星系和恒星系。由于宇宙中心星云球的温度最高，而宇宙边界处的温度最低，所以距离中心最远的星系先形成，发光的恒星系最后形成。而且形成的时间并不需要太久，一般星系用不上几万年，形成发光的星系也用不上几亿年。尤其是小质量的星球形成的时间要比大星球或恒星要早得多。而掉到地球上的陨石都是非常小的星体，它们的形成时间与宇宙诞生时间更接近或更准确。故宇宙的年龄应该至少为200亿年。

另外，据一些天文学家推算，宇宙从诞生（运动）到终结（静止）（实际上不可能终结，因为没有任何更强的作用力来破坏第一和第二宇宙推动力的平衡）的时间为10200年。虽然不能算作很好的依据，但仍可用它来大致推算一下宇宙的最小年龄。

即“母宇宙”中的“宇宙胎”从形成到膨胀也应为10200年，而“母宇宙”中量子团形成时间和“宇宙胎”形成时间是在一瞬间内完成的。也就是说，从“母宇宙”的形成到量子团的形成的时间也应是10200年

所以，母宇宙的年龄可估算为2X10200+2X1010=2（10200+1010）年

八、结束语

关于《宇宙是这样形成的》一书的主要内容，到此已经基本论述结束，但是，只要细心阅读该论文的人，在看完之后都会发现一个问题，那就是尽管在论文的内容中多次提到过太阳或太阳系的事例，然而，对太阳系到底是怎样形成的并没有写出来，而且它又是宇宙形成过程中的一个非常重要的环节。是的，太阳系的形成对我们人类的自身生存环境来说，是一个根本性的生命要素。太阳系形成于银河系的银核附近，是“宇宙诞生之谜中的谜中之谜”，而生物的起源则更是谜中之谜的谜中之谜。目前世界上对太阳系的形成学说不少，但是都不能自圆其说，因而处于互相争论不休的状态，对于太阳系的形成过程，我现在也正在思维和推理的过程中，但思考尚未成熟，故现在我还不能用我手中的笔将其形成的条件和形成过程的轮廓勾画出来。望对此感兴趣的人耐心等待，请相信，在不久的将来，一定会有一篇构思奇特而又符合逻辑推理的，“关于太阳系是怎样诞生的”论文问世。对宇宙大自然的探索，犹如攀登珠穆朗玛峰。无志无毅力者，只能在山脚下望山而叹！。有志无毅力者，半途而返前功尽弃。唯有大志大勇、毅力坚韧者，方可攀上珠峰之巅。人到世间极不易，应珍惜。人生旅途各不同，自我生命的价值在于奉献而不是索取。奉献者得之，只索取者，最终什么也得不到。为事业少说多做，尽已之力作贡献。莫言无人能识已，有绩自有人识君。最后附创作有感诗一首：

人脑是个智慧库，勤用大脑可开发。

激发右脑更重要，形象思维是绝招。

人老有志心不老，不畏崎岖勇攀高。

要想上天应有路，要想入地须有门，

恒心架起通天塔，勇气吹开地府门。

静中直觉出灵感，可闯一关又一关，

山穷水尽疑无路，柳暗花明换新天。

人生在世有苦甜，苦中有乐悠悠然，

若能悟明其中理，健康长寿也不难。

要出成果勤耕耘，智慧明灯照前程。

凡事就怕有心人，诚心钻研定有成。

默默无闻随意过，一朝成就天下知。

                                  2001年10月25日