孫四周的推算公式
注：
t:時(shí)間
H：哈勃常數(shù)
RO：太陽(yáng)半徑
ln:自然對(duì)數(shù)
M：太陽(yáng)質(zhì)量
G：牛頓萬(wàn)有引力常數(shù)
好萊塢災(zāi)難大片《2012》、瑪雅的2012世界末日預(yù)言，讓很多人對(duì)未來(lái)充滿(mǎn)恐慌。2012真的是世界末日嗎？昨日，江蘇教育學(xué)院附屬高級(jí)中學(xué)孫四周老師，用數(shù)學(xué)公式向記者演繹了宇宙的未來(lái)，按照他的計(jì)算，在5000年后，太陽(yáng)和現(xiàn)在相比幾乎沒(méi)有變化。
這些成果出現(xiàn)在孫四周新近出版的專(zhuān)著《空間相對(duì)論——膨脹宇宙的數(shù)學(xué)原理》一書(shū)中。在孫四周老師的身上，數(shù)學(xué)幾乎是個(gè)“萬(wàn)能工具”。此前，他曾用幾何方法證明了周正龍拍攝的華南虎為假，并因此而名聲大噪。
有人說(shuō)世界末日是2012 霍金說(shuō)大約在200年后
孫四周說(shuō)，都錯(cuò)了！
近年來(lái)，世界末日論一直是熱門(mén)話題。隨著好萊塢災(zāi)難大片《2012》的熱映和持續(xù)傳播，2012更是被確切地指認(rèn)為“世界末日”。這一論斷和神秘的瑪雅預(yù)言不謀而合，因而在世界范圍內(nèi)，不少公眾因此恐慌莫名。
世界各國(guó)的不少科學(xué)家都投入到“世界末日”這一問(wèn)題的研究中。據(jù)媒體報(bào)道，有著“自愛(ài)因斯坦以來(lái)最偉大的物理學(xué)家”之稱(chēng)的英國(guó)傳奇人物霍金，也曾就此焦點(diǎn)問(wèn)題發(fā)表看法，他出面辟謠說(shuō)：2012不是世界的末日，我們不必驚慌。宇宙的末日會(huì)在大約200年以后到來(lái)，因此我們這一輩人是安全的。
“此言一出，無(wú)異于火上澆油。把宇宙的壽命向后推延200年，仍然沒(méi)有卸去人們心頭的重壓�；艚鸬牧伎嘤眯娘@然沒(méi)有起到預(yù)想的結(jié)果�！睂O四周老師表示。
近日，孫四周出版了《空間相對(duì)論——膨脹宇宙的數(shù)學(xué)原理》個(gè)人專(zhuān)著。在這本書(shū)中，他用5個(gè)公理和1個(gè)定義，揭示宇宙演化的數(shù)學(xué)原理�！坝纱说玫降奶�(yáng)系壽命等的計(jì)算結(jié)果，符合美國(guó)、德國(guó)等國(guó)科學(xué)家的最新預(yù)測(cè)�！睂O四周表示。
根據(jù)孫四周的計(jì)算，他對(duì)本報(bào)記者說(shuō)：“我們的太陽(yáng)系現(xiàn)在正處于演化成熟期，相當(dāng)于人類(lèi)的30多歲。它仍然在膨脹，但是它很平穩(wěn)�！�
“太陽(yáng)系的消亡肯定不是在2012年，也不是在這以后200年左右。撇開(kāi)電影的夸張和藝術(shù)化不說(shuō)，科學(xué)大師霍金這次是錯(cuò)定了�！睂O四周篤定地說(shuō)。
究竟怎樣計(jì)算宇宙的壽命？
究竟怎樣計(jì)算宇宙的壽命？孫四周介紹，科學(xué)研究表明，宇宙在空間上是有限的，在時(shí)間上是有起點(diǎn)和終點(diǎn)的。我們的宇宙是從很小的一個(gè)點(diǎn)開(kāi)始，擴(kuò)大而成現(xiàn)在這個(gè)規(guī)模。最初的宇宙，可以想象成比原子還小。經(jīng)過(guò)膨脹，才有今天的太陽(yáng)系、銀河系、河外星云、星際空間等等。
孫四周介紹說(shuō)，根據(jù)愛(ài)因斯坦的相對(duì)論可推得，宇宙從最初的膨脹到現(xiàn)在，大約用了137億年。但是，實(shí)際的觀測(cè)資料不斷刷新，現(xiàn)在已經(jīng)有觀測(cè)到200億年以外的星云的記錄。盡管如此，科學(xué)界還是普遍認(rèn)為時(shí)間總有一個(gè)起點(diǎn)，就是以宇宙從一個(gè)點(diǎn)開(kāi)始膨脹那一刻為0時(shí)刻。
宇宙的膨脹，到現(xiàn)在也沒(méi)有停止，而且有證據(jù)表明膨脹在加速。在孫四周的著作《空間相對(duì)論——膨脹宇宙的數(shù)學(xué)原理》中，有一個(gè)公式可以計(jì)算宇宙在任意時(shí)刻的膨脹速度。孫四周介紹，這個(gè)公式是他根據(jù)相關(guān)的公理和定義推證出來(lái)的，通過(guò)這個(gè)公式，可以計(jì)算任意一個(gè)星系從小到大的膨脹過(guò)程，從而輕易地計(jì)算出星系解體的時(shí)間表。
“這樣的公式在世界上是第一個(gè)，我感到很幸運(yùn)”，孫四周自豪是自己發(fā)現(xiàn)了這個(gè)公式，他認(rèn)為他書(shū)中的觀點(diǎn)在被實(shí)驗(yàn)確認(rèn)之前，雖然也只是一種假說(shuō)，但“這是世界上第一個(gè)用數(shù)學(xué)公理化體系給出的宇宙假說(shuō)”，“希望能盡快投入實(shí)驗(yàn)，這也是中國(guó)人搶占宇宙學(xué)研究制高點(diǎn)的一個(gè)重大契機(jī)。”
“根據(jù)計(jì)算，我們所在的太陽(yáng)系將在350億年以后開(kāi)始解體，持續(xù)到1100億年以后太陽(yáng)本身化為輻射消耗干凈�！睂O四周介紹。
600億年后，地球離太陽(yáng)而去
為了解釋他的計(jì)算公式，孫四周詳細(xì)地給記者講述了諸如逃逸半徑、逃逸角速度、外圍線速度以及旋轉(zhuǎn)周期等等多個(gè)令人頭暈的定義，但其據(jù)此描繪的宇宙未來(lái)變遷圖卻稱(chēng)得上波瀾壯闊，氣勢(shì)非凡。
根據(jù)孫四周的計(jì)算，他介紹：“由于膨脹在加速，大約69億年后，地球已經(jīng)占據(jù)了火星的軌道。除了地球，此外水星占了金星，金星占了地球，火星占了木星、木星占了土星、土星占了天王星、天王星占了海王星，海王星占了冥王星�！�
“大約300億年后，太陽(yáng)膨脹到現(xiàn)在水星軌道上，但是它并不能灼傷水星。因?yàn)樗且呀?jīng)向外漂移到達(dá)現(xiàn)在木星的軌道上。此時(shí)的地球，已經(jīng)到達(dá)現(xiàn)在海王星的位置上，但是那里不像現(xiàn)在這樣寒冷，因?yàn)樘?yáng)已經(jīng)向外膨脹了�！�
“350億年以后，太陽(yáng)系最外圍的行星——冥王星，已經(jīng)從太陽(yáng)系逃走了�！睂O四周頗為形象地描述道：“剛進(jìn)入21世紀(jì)的2006年時(shí)，我們?nèi)祟?lèi)嫌棄這個(gè)個(gè)頭較小的小弟弟，認(rèn)為它不配做我們的兄弟。國(guó)際天文學(xué)家開(kāi)會(huì)，把冥王星開(kāi)除出‘大行星’行列，稱(chēng)它為 ‘矮行星’——想起來(lái)還真有點(diǎn)舍不得它。350億年以后，它會(huì)漂流到宇宙深空，那里只有絕對(duì)的零度(零下273攝氏度)和無(wú)邊的黑暗……”
“大約400億年以后，地球已經(jīng)處于比現(xiàn)在冥王星還遠(yuǎn)的位置上”，孫四周介紹，“那里寒冷極了。此時(shí)的金星處在現(xiàn)在冥王星的位置上，太陽(yáng)已經(jīng)膨脹到接近現(xiàn)在金星的位置�！�
根據(jù)孫四周的計(jì)算，其后，海王星、天王星、土星、木星、火星將相繼逃離太陽(yáng)系，“大約600億年后，地球和金星全都逃走了，只剩下水星煢煢孑立，在現(xiàn)在冥王星稍外一點(diǎn)的軌道上與太陽(yáng)相顧無(wú)言。它是8大行星中最后的守望者，但它的離去也指日可待。”
1000億年后，太陽(yáng)以“超壯觀的焰火告別”
“在所有的行星都逃走后，太陽(yáng)還有400多億年的存活期，”孫四周推算，他認(rèn)為，屆時(shí)，太陽(yáng)將作為一顆超級(jí)巨星，在宇宙的邊緣部分閃耀。它的面積很大，而且還會(huì)迅速外擴(kuò)，厚度變小。
“太陽(yáng)內(nèi)部的熱核反應(yīng)將減弱，因?yàn)槊娣e增大了，能量損失也更大了，太陽(yáng)的溫度會(huì)稍稍變低”，孫四周認(rèn)為，太陽(yáng)會(huì)有一個(gè)逐漸變暗的過(guò)程，“先是最外沿撕裂，光芒陡然增大，形成一圈耀眼的光環(huán)，這個(gè)環(huán)就是現(xiàn)在宇宙觀測(cè)中所看到的‘愛(ài)因斯坦環(huán)’，隨著物質(zhì)消耗的加快，‘愛(ài)因斯坦環(huán)’向內(nèi)收縮，直至消失……”
“這就是太陽(yáng)的離去過(guò)程。它以自身為燃料、以超壯觀的焰火晚會(huì)，完成與這個(gè)宇宙的告別之禮�！睂O四周含有詩(shī)意地描繪。他表示，任何事物都有其誕生和消亡的過(guò)程，太陽(yáng)系也不例外，如果要說(shuō)世界末日，“這個(gè)時(shí)候才是宇宙的末日”。
“經(jīng)過(guò)計(jì)算，我們的太陽(yáng)系現(xiàn)在正處于演化成熟期，相當(dāng)于人類(lèi)的30多歲。它仍然在膨脹，但是它很平穩(wěn)。平穩(wěn)到比嬰兒的搖籃更舒適更安全�！睂O四周介紹。
他具體解釋道：“就算按現(xiàn)在的尺度計(jì)算，太陽(yáng)的直徑目前為140萬(wàn)公里。從原先的70萬(wàn)公里增加到現(xiàn)在的140萬(wàn)公里，用了69億年時(shí)間。平均每?jī)|年大約10萬(wàn)公里，一年大約0.001公里，即每年大約1厘米。”
“即使在5000年以后，我們的太陽(yáng)和現(xiàn)在比起來(lái)也幾乎沒(méi)什么變化。至于600億年以后，地球脫離了太陽(yáng)系，我們?nèi)祟?lèi)的未來(lái)是什么，我們現(xiàn)在只能想象，不需擔(dān)心�！迸R采訪結(jié)束，孫四周引用了蘇軾的一句話來(lái)說(shuō)明自己的觀點(diǎn)——以其變者而觀之，天地曾不能以一瞬。以其不變而觀之，物與我皆無(wú)盡也。
“2012，我們會(huì)活得很好�！睂O四周肯定地表示�！�(記者 谷岳飛) |
