摘要

本文通过对奇点、三个宇宙基本涡旋场、宇宙膨胀能量子与涡旋  场的耦合机制描述，解释了类似弦理论和M 理论的26维度，和暗物  质、暗能量以及简化后11维度中物质粒子的起源，为人类探索宇宙， 揭示微观世界提供依据和参考。

关键词

奇点；涡旋场；耦合机制；宇宙膨胀能量子；暗能量；标准粒子模型 

一 、引言

1.1 研究背景

1、量子力学揭示了微观粒子运动规律，使人类对微观世界有了突破 性认识，为半导体技术、激光技术、量子信息等领域的发展奠定了基 础，推动了现代科技进步。

I相对论提出了时间和空间是相对的概念，使人类对宇宙的认识达 到了新的高度，为原子弹研制提供了理论基础，对现代物理学的发展 产生了深远影响。

量子力学和相对论作为现代物理学两大基石，不仅推动了物理学 的发展，而且对人类文明产生了深远影响，为人类解开粒子物理世界 和宏观宇宙一系列谜团奠定基础，让人类在探索自然的征程中不断进 步受益。然而，伴随科技进步的同时，又不断涌现出困惑科学家诸多 新的谜团，如宇宙的起源是怎么样的?物质从哪里来?反物质去哪儿了?暗物质、暗能量、单电子双缝干涉、量子纠缠时空等众多问题一  直困扰着科学家。因此，人类要勇于进取，不畏困难，迎接挑战，探索、 研究并解决这些问题。

弦理论的物理意义是26维作为玻色弦理论无反常且保持洛伦兹  不变性的必要条件，但26维理论的物理困境难以处理某些问题，如： 快子问题：玻色弦的基态对应快子(虚质量平方m2<0),      预示真空  不稳定性；缺乏费米子：无法描述标准模型中的基本粒子(如电子、 夸克);被超弦取代：1980年代后，超弦因数学优雅且物理丰富的10  维度，成为研究主流。

数学价值：26维玻色弦是顶点代数和月光猜想 (Monstrous  Moonshine)  的核心场景——最大散在单群(魔群)与模函数的神秘 关联。26维紧致化研究激发了对例外李群(如 E8xE8)   的兴趣。

物理延伸：弦网络理论中有尝试将10维超弦与26维玻色弦统 

一，如通过双重临界现象映射。

近年提出某些新模型(如 Bagger-Lambert-Gustavsson理论) 在高维拓展弦理论，尽管弦理论在不断发展完善中，但它依然与当前  量子力学的统一问题上的冲突不可调和，主要体现在：其一是理论背  景冲突：|弦理论试图通过一维的“弦”振动来解释所有基本粒子，这  一观点与现有的量子力学体系存在根本上的差异。量子力学已经建立  了基于点粒子的理论框架，而弦理论则要求将这些点粒子视为振动的  弦，这在理论上构成了一种全新的范式，与现有的物理学基础存在冲  突；其二是实验验证困难：弦理论高度依赖数学结构，难以给出具体的科学预测，并且难以被观测。尽管弦理论在某些方面能够解释一些 量子力学无法解释的现象，但由于其复杂的数学结构和难以观测的特 性，使得实验验证变得极为困难，这也是弦理论与当前物理冲突的一 个重要方面；其三是引力与量子力学的统一问题：1弦理论的一个重要 目标是统一引力与量子力学。然而，尽管弦理论在某些版本中包含了 引力，但仍然无法解决引力与量子力学之间的根本冲突。这使得弦理 论在追求大一统理论的道路上遇到了巨大的障碍。

综上所述，弦理论与当前物理的冲突主要体现在理论背景、实验 验证以及引力与量子力学的统一问题上。这些冲突使得弦理论在物理 学界仍然存在争议和质疑。因此本论文重新构建三个宇宙基本涡旋 场，波峰波谷独立，把单一涡旋场波峰波谷组合数、二涡旋场波峰波谷 组合数、三涡旋场波峰波谷组合数之和26,作为宇宙新的维度描述模 型(D=dA+ds+dc+dAds+dsdc+dAdc+dAdsdc)  并展开研究与探讨，而且 模型中的涡旋场的波动性既符合弦理论中弦的要求，重要的是利用此 模型推理计算更为简洁。

1.2研究目的

探讨奇点构成以及宇宙膨胀能量子与宇宙涡旋场之间的耦合机制在 宇宙起源中的作用，寻求存在11维度中物质微观世界中强相互作用 力、电弱相互作用力、万有引力形成的场本质，实现四种基本作用力 的大统一。

二、宇宙起源的奇点

奇点包含了宇宙所有膨胀能量，且外包三个(互相垂直、光速传播)波长依次为三、二、 一个普朗克长度的闭合电磁涡旋场A、 色荷涡旋 场 B、 希格斯涡旋场C 的量子体。

2.1  奇点的数学模型：

场的对称性破缺： 一个波长的正弦波图像，折叠封闭后波峰(半宽口 W₁) 被挤压、波谷(半宽口W₂) 被拉伸异位变形，光速向外传播扩散到 8个普朗克时间的波形过程。示意图：

按物质占比4.9%与暗物质占比26.7%的比值0.184,设定希格斯 涡旋场波峰体积半宽度Wc₁ 与波谷体积半宽度Wc₂  体积比为0.184, 我们需要根据旋转体体积的计算公式来调整波峰和波谷的宽度或者 高度。我们知道旋转体积公式是 (V=πʃy2dx),     其 中 y 是旋转曲 线纵坐标，x 是横坐标。(其它两个涡旋场类似)示意图：

定义以下变量：

H  是波峰或波谷高度。

Wc₁ 是波峰半宽度(从最高点到底部的一半)。

Wc₂  是波谷半宽度(从最低点到底部的一半)。 

波峰和波谷的体积分别为：

波峰体积 Vpeak=π 了 oWc₁ [H sin(πx/W₁)]2dx  

波谷体积 Vuough=π 了0Wc₂[-H  sin(πx/W₂)]2dx

由于 sin2 函数在一个周期内的积分是1/2,我们可以简化积分计算：

Vpeak=(πH2Wcr)/2

Vtrough=(πH2Wcz)/2

现在，我们要设置Vcpeak和 Vctrough的比例为0. 184,即 Vpeak/Vrough = 0.184。将上面的体积公式代入，我们得到：

[(πH2Wci)/2]/[(πH2Wc₂)/2]=0.184 

Wc₁/Wc₂ =0.184

这意味着波峰半宽度Wc₁需要是波谷半宽度Wc₂的0.184 倍。如果 我们选择一个特定的Wc₂  值，比如 Wc₂=1K,Wci=0.184(K   是比例系 数),这样的设置将使得单个波峰与波谷的体积比为0.184。需要注 意的是，这里是假设：波峰和波谷的高度 H 是相同的，且波峰和波谷的形状是完美的正弦波形。

令：Wc₁+Wc₂=0.184K+K=1.61622938x10-35  米(普朗克长度) 

有 ：Wc₁ =2.51x10-36 米 ，Wc₂ =1.36x10-35 米

定义这个宇宙基本涡旋场的波长分别是一倍普朗克长度、二倍普 朗克长度、三倍普朗克长度，其频率v=c/λ分别是fc=1.85x10⁴3Hz、 fg=0.925x10⁴Hz、fA=0.617x10⁴Hz 。下面是光速向外传播扩散四倍普 朗克时间，三个宇宙基本涡旋场A、B、C 的波形示意图：

奇点爆炸后三个闭合折叠的单波长宇宙基本涡旋场， 一生二、二生四、 四生八光速向外传播扩散4个普朗克时间的形状。变化示意图：

2.2宇宙膨胀能量子

宇宙膨胀能量子自旋量子数-1、0、1;每个宇宙能量子所带能量由球中心向外依次降低。

2.3 三个宇宙基本涡旋场

光速传播的三个互相垂直宇宙基本场示意图：

2.3.1电磁涡旋场A

自旋量子数为1的矢量场，即波峰A+, 波 谷A-,A+A-     各有两个  互相垂直分量；电场和磁场，能级分为Ao、A₁、A₂、A₃……, 且每个能  级层又可分为几个亚层A₁.1、A₁.2、A₁.3 … … , 数字越大代表能级越高。 如示意图：

2.3.2色荷涡旋场B

自旋量子数为1的三分量矢量场，即波峰 B+ 有红、绿、蓝三垂直 分量，波谷 B- 有反红反绿反蓝三垂直分量。如示意图：

2.3.3希格斯涡旋场C

自旋量子数为1的单一分量矢量场(11维度下被认为是标量  场),波峰C+, 波谷C-; 能级分为Co、C₁、C₂、C₃……, 且每个能  级层又可分为几个亚层C₁ .1、C1.2、C1.3……,数字越大代表能级越高。 如示意图：

2.3.4 基本假设与场论构造的数学模型

假设早期宇宙由三个正交的量子涡旋场构成，其波长分别为普朗克长度的1、2、3倍，对应场构型：

非阿贝尔色场标量希格斯场，拓扑场论构建：引入陈-西蒙斯(Chern-Simons,CS) 项描述涡旋的拓扑激发：

,k 为拓扑耦合力 常数，η为混合耦合；涡旋场的基态由环绕数(Topological  Linking)

定义，场激发表现为宇宙的量子涨落。

2.4维度分析

2.4.1 26维度涡旋场组合

总维度数是单场维度数、双场组合维度数、三场组合维度数之和， 总维度数由所有可能的正负态组合决定，数学模型表达式：

D=dA+dB+dc+dAdB+dedc+dAdc+dAdedc

当电磁涡旋场A 初始维度dA=2 (对应A+和 A-);     色荷涡旋场  B 独立维度de=2; 希格斯涡旋场C 独立维度dc=2。代入参数意义： 当某涡旋场的正负态合并时，其独立维度从2变为1。

dA=de=dc=2,D=26;dA=1,dB=dc=2,D=17;

dA=dc=1,dB=2,D=11;dA=dB=dc=1,D=3。

组 合 规 律 随 之 改 变 ， 出 现 相 同 项 合 并 为 一 项 ， 如 2dA=2dg=2dc=dA=ds=dc=1,符合物理意义，从而实现26维度→17维 度 → 11维度 → 3维度的计算。

2.4.1.1一场维度组合

电磁涡旋场波峰A+、波谷A-; 色荷涡旋场波峰 B+、波谷 B-; 和 希格斯涡旋场波峰C+、 波谷C-。 即 A+、A-、B+、B-、C+、C-,  组 合数为6。

2.4.1.2两涡旋场维度组合

A+B+、A+B-、A-B+、A-B-、A+C+、A+C-、A-C+、A+C+、 B+C+、B+C-、B-C+、B-C-,     组合数为12。

2.4.1.3三涡旋场维度组合

A+B+C+、A-B+C+、A+B-C+、A-B+C+、A+B+C-、A-B+C-、A+B-C-、A-B-C-,   组合数为8。

涡旋场组合总数为26,即宇宙26维度。

2.4.2简化电磁涡旋场A=A+=A-  至17维涡旋场组合

2.4.2.1一场涡旋维度组合

电磁涡旋场波峰A,  色荷涡旋场波峰B+ 、波谷B-,  和希格斯涡旋 场波峰C+、 波谷C-。 即 A、B+、B-、C+、C-,  组合数为5。

2.4.2.2两涡旋场维度组合

AB+、AB-、AC+、AC-、B+C+、B+C-、B-C+、B-C-,    组合数为 8。

2.4.2.3三涡旋场维度组合

AB+C+、、AB-C+、AB+C-、AB-C-, 组合数为4。

涡旋场组合总数为17维度。

2.4.3  11维涡旋场组合

进一步简化A=A+=A-、B+B-、C=C+=C-,      量子力学和相对论适用范围内的。

2.4.3.1一涡旋场维度组合

电磁涡旋场波峰A, 色荷涡旋场波峰B+、 波谷 B-,和希格斯涡 旋场波峰C。 即 A、B+、B-、C,  组合数为4。

2.4.3.2两涡旋场维度组合

AB+、AB-、AC、B+C、B-C,     组合数为5。

2.4.3.3三涡旋场维度组合

AB+C、AB-C,   组合数为2,涡旋场组合总数为11维度。

三 、奇点爆炸表达式

这里概述一下奇点爆炸后，超光速暴涨的宇宙膨胀能量子与涡旋 场的耦合机制及粒子的场组成表达式。

3.1 超光速宇宙膨胀能量子与涡旋场耦合

如果把超光速宇宙膨胀能量子比作“螺丝杆”,把宇宙涡旋场比 作“螺丝帽”,那么耦合机制就是二者“拧在一起”,二者“拧”得 越深，耦合程度越高，获得的能级也越高。宇宙膨胀能量子与涡旋场 场耦合机制：

宇宙膨胀能量子(中)动力学：假设存在超流体态的量子能量流：

3.2、 真性暗物质粒子构成的场组合

3.2.1 26维度下真性暗物质粒子场组合表达式

C-、A+C-、A-C-、B+C-、B-C-、A+B+C-、A-B+C-、A+B- C-、A-B-C-

3.2.2 17维度下真性暗物质粒子场组合表达式 

C-、AC-、B+C-、B-C-、AB+C-、AB-C-

3.2.3  真性暗物质和假性暗物质

11维度没有真性暗物质C-, 但有假性暗物质。

希格斯涡旋场波谷波峰体积半宽度之比：Wc₂/Wc₁=0.814; 真暗物 质占比26.7%,物质占比4.9%。假性暗物质包括AC+、B+C+、B-C+ 和 少 量AB+C+、AB-C+粒 子 。

3.3  62种粒子的产生机制与场组合表达式

1 1 维 度(A+、B+B-、C+) 体系下标准粒子模型中，62种粒子的 产生机制与场组合表达式，即奇点爆炸后产生的海量宇宙膨胀能量子 超光速冲入宇宙涡旋场后的耦合机制：

光子：宇宙膨胀能量子与A+ 高能级、Bo、C+趋于零能级自旋一周耦合产生 ( 也 包 括 与A- 高能级B₀C+ 趋于零能级自旋一周耦合产生的反光子);

胶子：宇宙膨胀能量子与A+ 较高能级、B+ 红绿蓝任一色荷分量、B- 反红反 绿反蓝任一反色荷分量、Co 自旋 一 周耦合产生(也包括与A- 较高能级、B+ 红绿蓝 任 一 色荷分量、B- 反红反绿反蓝任一反色荷分量、Co 自旋 一 周耦合产生的反 胶 子 ) ;

希格斯玻色子：宇宙膨胀能量子与A₀B₀C+  较高能级自旋一周耦合产生的希格斯玻色子；

W+ 玻色子：宇宙膨胀能量子与A₀B+ 红绿蓝三分量、C+  较高能级自旋一 周耦合产生(也包括与A₀B- 反红反绿反蓝三分量、C+ 较高能级自旋一周耦合产 生 的W- 玻 色 子 ) ;

Z 玻色子：宇宙膨胀能量子与A 较低能级、Bo、C+ 较高能级自旋一周耦合 产生 ；

在11维度中，光子、Z 玻色子、引力子、希格斯玻色子的反粒子 都是本身。其次奇点爆炸后，极短时间内生成几乎整个宇宙质量的物 质粒子，原子形成之前，超大质量的原始黑洞由ABC 粒子兼并消除 色荷B, 形成原始黑洞AC。

3.3.1 玻色子

3.3.2 强相互作用的8种胶子g (自旋为1)

3.3.3强相互作用费米子(自旋为1/2):夸克与反夸克(36种)

第一代 ：

电 子 中 微 子(Ve):-1/2 A>₀Bo0e C<2.2ev/c2

反 电 子 中 微 子(Ve):+1/2  A>₀Bo0e  C<2.2ev/c2

第二代 ：

μ 子 中 微 子(vu):-1/2 A>₀Bo0e C<1.7Mev/c2

反 μ 子 中 微 子(Vu):+1/2 A>₀Bo0e C<1.7Mevc2 第三代 ：

T 子 中 微 子(V-):-1/2 A>₀Bo0e C<15.5Mev/c2

反 T 子 中 微 子(v+):-1/2 A>₀Bo0e C<15.5Mev/c2 

3.3.5  62种标准粒子场组合模型表

四、质子、中子内夸克与胶子的色荷组成形式

4.1质子中子的夸克、胶子组成

假定质子由两个上夸克(因为上夸克自旋是绕红绿蓝中任两色荷获得电荷的，所以带两种色荷)和一个下夸克(因为下夸克自旋是绕反红反绿反蓝中任一色荷获得电荷的，所以带一种单色荷)以及胶子构成:中子由一个上夸克和两个下夸克以及胶子构成。

基本定义，夸克色荷-电荷耦合:

5.6 暗物质与物质

真暗物质也存在AB+C- 与 AB-C- 粒子，类似物质结构的粒子 AB+C+ 与 AB-C+ 粒子，但因此类粒子在真暗物质C- 场组合的粒子 汤中占比微乎其微，所以也会形成类似物质结构的小团块场组合，但 其终因量少且分布太散而不能形成巨型暗物质体场组合，更形象比喻 为“胶体溶液中的胶粒”。此外暗物质与物质之间存在场的排斥，这 种暗物质C- 场对物质C+ 场的排斥挤压效果，直接结果就是在本质上 造就了牛顿万有引力，同时也在表象上成就了“爱因斯坦一希尔伯特 ”物质对时空弯曲的引力效应；真暗物质与物质之间的排斥作用也验 证了星系是暗物质与物质的结合体，确保了超大星系边缘天体不失 速，这种排斥作用与暗能量一起构成宇宙加速膨胀的原始动力。

5.7  引力子

引力子波长上限为6光年，质量3.84x10-⁵kg,   (经计算)。波长 如此大，质量如此小的引力子，人类确实捕捉它异常困难，然而探测 由海量引力子构成的引力波却是可行的。

5.8  中子星

中子星是四种基本力大一统的ABC   “粒子”,即电中性的超巨 “中子”。

5.8  黑洞

该模型通过色荷场的中和机制与高维耦合紧致化导出黑洞形成 的必然性，修正了经典无毛定理并限制了次生效应的观测特征。黑洞 形成机制：是由ABC  费米子兼并消除色荷场 B 成 AC+ 粒子。因为没 有强力和弱力的支撑，只保留电磁力和引力，所以没有体积，其辐射只有高能光子ABOC→0(ABOC→0=AC→0), 如果有其它粒子， 那也只能是高能光子与其它天体中原子或原子核反应生成的次生粒  子 。

5.9  正负电子湮灭

此过程中正负电子电荷中和，C 转变成A, 体现了物质层面“场 ”的互换性。

5.10 光速

光子(1A>>oBo0eC→o)在26维度或17维度下，阻尼穿越由C- 场 组合为主导的真空(C-  排斥C+),    因为光子的场组合中是C+→o而 不 是绝对意义上的C=,      (中国科学家测得光子的动质量的上限为 10-48Kg)在11维度的62种标准模型粒子中，光子质量排行最小(引 力子质量可能低于光子),只是无限趋近于零，才导致光子具有粒子 性，自然光子就是目前速度界的老大了!从光子的场组合看，注定它 一定受电磁涡旋场A 和希格斯涡旋场C  (引力场)的影响!

5.11 速度与动质量

物质粒子在26维度的真空中运动，受C- 场组合粒子的阻尼，运 动速度越快阻尼越大，等效于粒子质量的增加。

5.11.1引入阻尼耗散能量耗散到质量项的非定域性修正，满足爱 因  斯  坦 质 能 关 系 耗 散  ,  场  方  程  调 整 为 :

责编：李青