膨脹球殼的延遲引力勢中的運動物體/結論
上述考慮表明,如果宇宙的外球形黑殼由具有巨大質量的膨脹物質組成,則延遲引力勢可以幫助解釋可見宇宙的加速膨脹。這也適用於穩態宇宙,即使黑殼根本不移動。在後一種情況下,黑殼內的任何移動質量將在有限時間內到達黑殼。
也可以認為,延遲引力勢的效果會使運動物體的加速越大,它們移動得越快,並且它們離黑殼越近。此外,位於較小的球形殼內的物體不僅被黑殼包圍,而且也被其他可見物體包圍,它們將感受到這些物體的延遲引力勢,因此它們將感受到一個額外的向外加速。所有這些導致了物質密度的非均勻演化,特別是在膨脹宇宙的早期發展階段。
- 膨脹球形宇宙中質量密度隨時間的演化,質量恆定
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均勻球體中具有瞬時引力勢的宇宙演化。
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具有延遲引力勢的宇宙演化。由於物質向宇宙外邊緣方向的加速,一個殼體正在生長,其厚度與其史瓦西距離(藍色)相對應。該殼體內的物質不能發射任何電磁輻射,也不能將任何資訊傳送回宇宙中心,因為強大的引力將輻射和所有質量保持在殼體內。
我們宇宙外圍區域的質量聚集不僅會導致殼體物質密度增加,而且高物質密度也可能是原始黑洞形成的種子,這可能是詹姆斯韋伯太空望遠鏡(JWST)觀測到的極早期星系的形成原因。
計算相應的、持續增加的史瓦西距離給出三個顯著的點
- 今天,我們可以在宇宙年齡為 380,000 年時觀測到宇宙微波背景,當時史瓦西距離的增長速度遠遠快於黑殼的質量增長速度。
- 已知最遙遠的星系 JADES-GS-z14-0 的宇宙年齡為 2.9 億年,當時史瓦西距離隨黑殼質量的增加而變得越來越小。
- 可見宇宙和黑殼質量相等時的史瓦西距離為 8.6 億光年。這個值相當接近標準 ΛCDM 模型計算的粒子視界(以光速膨脹)和可見視界(可作為宇宙微波背景觀測)之間的距離。
宇宙學家將宇宙微波背景誕生和第一顆恆星形成之間的時期稱為黑暗時代,在此期間,暗物質被認為轉化為“暗能量”。到目前為止,"暗能量"的本質尚不清楚,但不可見黑殼在可見宇宙背後的質量增加可能會有助於找到解釋。
由於牛頓第三定律(作用等於反作用),黑殼受到與殼體內移動質量相同的延遲引力。這些力將導致殼體的減速,減速強度與可見宇宙內質量離黑殼的距離成正比。
黑殼附近可見物體的速度很高,以及它們前面物質的巨大質量,似乎是它們的燈光產生極端紅移的原因,我們能夠觀察到這一點。觀測到這種紅移大於遙遠物體的預期紅移,導致了這樣的假設,即這些物體越遠,它們加速的程度越大。另一個原因可能是巨大黑殼的延遲引力勢的影響。此外,額外的引力紅移導致的值比僅僅由相對論多普勒效應產生的值更高。這與對非常遙遠和年輕的星系(如 JADES-GS-z14-0)或宇宙微波背景(CMB)的觀測一致。
然而,如果黑殼不均勻,也不呈球形或對稱,或者如果時空的概念基於非歐幾里得幾何,則基於延遲引力計算運動方程會變得非常昂貴。此外,相對論效應(包括橫向多普勒效應)會導致時間膨脹或質量增加,這些也需要考慮。最後,有必要考慮可見宇宙中質量隨時間的損失,因為相當數量的可見物質可能已經穿過黑殼巨大質量引起並形成的事件視界。
如果在大爆炸期間物質和反物質以相等的比例產生,則可以想象可見宇宙是由剩餘的物質構成,而黑殼是由剩餘的反物質構成。這可能是我們觀察到的重子不對稱性的原因。由於我們無法從黑殼獲得任何資訊,因此我們無法觀測到反物質。此外,任何電磁輻射,包括物質和反物質湮滅產生的輻射,在穿過史瓦西距離的極限進入黑殼後,無法返回到我們。

