孫四周的推算公式
注：
t:時間
H：哈勃常數(shù)
RO：太陽半徑
ln:自然對數(shù)
M：太陽質(zhì)量
G：牛頓萬有引力常數(shù)
好萊塢災(zāi)難大片《2012》、瑪雅的2012世界末日預(yù)言，讓很多人對未來充滿恐慌。2012真的是世界末日嗎？昨日，江蘇教育學院附屬高級中學孫四周老師，用數(shù)學公式向記者演繹了宇宙的未來，按照他的計算，在5000年后，太陽和現(xiàn)在相比幾乎沒有變化。
這些成果出現(xiàn)在孫四周新近出版的專著《空間相對論——膨脹宇宙的數(shù)學原理》一書中。在孫四周老師的身上，數(shù)學幾乎是個“萬能工具”。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。
有人說世界末日是2012 霍金說大約在200年后
孫四周說，都錯了！
近年來，世界末日論一直是熱門話題。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。
世界各國的不少科學家都投入到“世界末日”這一問題的研究中。據(jù)媒體報道，有著“自愛因斯坦以來最偉大的物理學家”之稱的英國傳奇人物霍金，也曾就此焦點問題發(fā)表看法，他出面辟謠說：2012不是世界的末日，我們不必驚慌。宇宙的末日會在大約200年以后到來，因此我們這一輩人是安全的。
“此言一出，無異于火上澆油。把宇宙的壽命向后推延200年，仍然沒有卸去人們心頭的重壓�；艚鸬牧伎嘤眯娘@然沒有起到預(yù)想的結(jié)果�！睂O四周老師表示。
近日，孫四周出版了《空間相對論——膨脹宇宙的數(shù)學原理》個人專著。在這本書中，他用5個公理和1個定義，揭示宇宙演化的數(shù)學原理。“由此得到的太陽系壽命等的計算結(jié)果，符合美國、德國等國科學家的最新預(yù)測�！睂O四周表示。
根據(jù)孫四周的計算，他對本報記者說：“我們的太陽系現(xiàn)在正處于演化成熟期，相當于人類的30多歲。它仍然在膨脹，但是它很平穩(wěn)。”
“太陽系的消亡肯定不是在2012年，也不是在這以后200年左右。撇開電影的夸張和藝術(shù)化不說，科學大師霍金這次是錯定了�！睂O四周篤定地說。
究竟怎樣計算宇宙的壽命？
究竟怎樣計算宇宙的壽命？孫四周介紹，科學研究表明，宇宙在空間上是有限的，在時間上是有起點和終點的。我們的宇宙是從很小的一個點開始，擴大而成現(xiàn)在這個規(guī)模。最初的宇宙，可以想象成比原子還小。經(jīng)過膨脹，才有今天的太陽系、銀河系、河外星云、星際空間等等。
孫四周介紹說，根據(jù)愛因斯坦的相對論可推得，宇宙從最初的膨脹到現(xiàn)在，大約用了137億年。但是，實際的觀測資料不斷刷新，現(xiàn)在已經(jīng)有觀測到200億年以外的星云的記錄。盡管如此，科學界還是普遍認為時間總有一個起點，就是以宇宙從一個點開始膨脹那一刻為0時刻。
宇宙的膨脹，到現(xiàn)在也沒有停止，而且有證據(jù)表明膨脹在加速。在孫四周的著作《空間相對論——膨脹宇宙的數(shù)學原理》中，有一個公式可以計算宇宙在任意時刻的膨脹速度。孫四周介紹，這個公式是他根據(jù)相關(guān)的公理和定義推證出來的，通過這個公式，可以計算任意一個星系從小到大的膨脹過程，從而輕易地計算出星系解體的時間表。
“這樣的公式在世界上是第一個，我感到很幸運”，孫四周自豪是自己發(fā)現(xiàn)了這個公式，他認為他書中的觀點在被實驗確認之前，雖然也只是一種假說，但“這是世界上第一個用數(shù)學公理化體系給出的宇宙假說”，“希望能盡快投入實驗，這也是中國人搶占宇宙學研究制高點的一個重大契機。”
“根據(jù)計算，我們所在的太陽系將在350億年以后開始解體，持續(xù)到1100億年以后太陽本身化為輻射消耗干凈。”孫四周介紹。
600億年后，地球離太陽而去
為了解釋他的計算公式，孫四周詳細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)周期等等多個令人頭暈的定義，但其據(jù)此描繪的宇宙未來變遷圖卻稱得上波瀾壯闊，氣勢非凡。
根據(jù)孫四周的計算，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，太陽膨脹到現(xiàn)在水星軌道上，但是它并不能灼傷水星。因為水星已經(jīng)向外漂移到達現(xiàn)在木星的軌道上。此時的地球，已經(jīng)到達現(xiàn)在海王星的位置上，但是那里不像現(xiàn)在這樣寒冷，因為太陽已經(jīng)向外膨脹了�！�
“350億年以后，太陽系最外圍的行星——冥王星，已經(jīng)從太陽系逃走了。”孫四周頗為形象地描述道：“剛進入21世紀的2006年時，我們?nèi)祟愊訔夁@個個頭較小的小弟弟，認為它不配做我們的兄弟。國際天文學家開會，把冥王星開除出‘大行星’行列，稱它為 ‘矮行星’——想起來還真有點舍不得它。350億年以后，它會漂流到宇宙深空，那里只有絕對的零度(零下273攝氏度)和無邊的黑暗……”
“大約400億年以后，地球已經(jīng)處于比現(xiàn)在冥王星還遠的位置上”，孫四周介紹，“那里寒冷極了。此時的金星處在現(xiàn)在冥王星的位置上，太陽已經(jīng)膨脹到接近現(xiàn)在金星的位置。”
根據(jù)孫四周的計算，其后，海王星、天王星、土星、木星、火星將相繼逃離太陽系，“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)在冥王星稍外一點的軌道上與太陽相顧無言。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，太陽以“超壯觀的焰火告別”
“在所有的行星都逃走后，太陽還有400多億年的存活期，”孫四周推算，他認為，屆時，太陽將作為一顆超級巨星，在宇宙的邊緣部分閃耀。它的面積很大，而且還會迅速外擴，厚度變小。
“太陽內(nèi)部的熱核反應(yīng)將減弱，因為面積增大了，能量損失也更大了，太陽的溫度會稍稍變低”，孫四周認為，太陽會有一個逐漸變暗的過程，“先是最外沿撕裂，光芒陡然增大，形成一圈耀眼的光環(huán)，這個環(huán)就是現(xiàn)在宇宙觀測中所看到的‘愛因斯坦環(huán)’，隨著物質(zhì)消耗的加快，‘愛因斯坦環(huán)’向內(nèi)收縮，直至消失……”
“這就是太陽的離去過程。它以自身為燃料、以超壯觀的焰火晚會，完成與這個宇宙的告別之禮。”孫四周含有詩意地描繪。他表示，任何事物都有其誕生和消亡的過程，太陽系也不例外，如果要說世界末日，“這個時候才是宇宙的末日”。
“經(jīng)過計算，我們的太陽系現(xiàn)在正處于演化成熟期，相當于人類的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)在的尺度計算，太陽的直徑目前為140萬公里。從原先的70萬公里增加到現(xiàn)在的140萬公里，用了69億年時間。平均每億年大約10萬公里，一年大約0.001公里，即每年大約1厘米�！�
“即使在5000年以后，我們的太陽和現(xiàn)在比起來也幾乎沒什么變化。至于600億年以后，地球脫離了太陽系，我們?nèi)祟惖奈磥硎鞘裁�，我們現(xiàn)在只能想象，不需擔心�！迸R采訪結(jié)束，孫四周引用了蘇軾的一句話來說明自己的觀點——以其變者而觀之，天地曾不能以一瞬。以其不變而觀之，物與我皆無盡也。
“2012，我們會活得很好�！睂O四周肯定地表示。 (記者 谷岳飛) |
