打开APP
userphoto
未登录

开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服

开通VIP
光的世界-宇宙时空模型概论(中)

量子力学与相对论的统一

相对论与量子力学不能成为统一理论的核心冲突点大致有二点,1.宇宙中四种基本力的的无法统一,2.相对论的确定性“机械宇宙”机械和量子力学不确定性“随机宇宙”。

宇宙中的四种基本力分别为电磁力;强核力;弱核力;引力。前三种基本力我们可以运用量子力学“量子化”,量子力学认为力是由粒子交换而来,比如电磁力光子交换而来,强力由胶子交换而来,弱力由规范波色子交换而来。在量子理论中所有物质都存在着最小单位,即分子;原子;夸克等基本粒子。我们似乎可以把一切物质和能量“量子化”,唯独在量子理论中无法“量子化”引力,甚至连引力的基本单位“引力子”都找不到。前文章节已经明确给出了答案,“引力子”是由至少两个或者成对的光子互为镜像组成的时空,时空弯曲形成的引力场。“引力子”的组成所属两个互为镜像时空,在人类视角的某一个时空中永远无法找到“引力子” 的存在。引力来源于时空扭曲,来源于光子在一个时空点时空与镜像时空之间的相对密度,密度越大,光子相对数量越多引力场越稳定。所以引力与其他三种基本里根本就不属于一个量级,引力真正来源于时空扭曲,来源于能量,来源于光。而电磁力;强核力;弱核力来源于物质。引力场区别于任何其他的力,甚至决定着整个的宇宙的稳定,后文关于黑洞章节将详细解释,所以引力与其他三种基本力在学术上的统一根本就是一个伪命题。

爱因斯坦说量子力学是一个不完备的理论,他和波尔争论了一辈子,也没有统一四大基本力。同时爱因斯坦对于量子力学的“随机性”一直持否定态度,留下了一句著名的“上帝不会掷色子”。比如著名的杨氏“双缝干涉试验”,当一个光子穿过双缝时,它可以同时穿越A缝和B缝在屏幕上出现干涉条纹,这是两个缝之间同时发射出光子产生干涉的产物。每次发射只有一个光子,它与谁干涉呢,答案是光子自己与自己产生了干涉。再比如量子力学中每一个粒子都带有“自旋”,我们大致可以理解成类似行星的自转,我们定义粒子顺时针为正旋,逆时针为负旋。和“双缝干涉试验”试结果一样,同一个粒子既带有正旋也带有负旋,这两种自旋模式是叠加态的。再比如著名的“薛定谔的猫”,把一只猫放在盒子里,盒子中装有一个放射性元素,有50%的几率发生衰变,有50%的几率不发生衰变。一旦衰变发生,接收器接收到放射源,盒子中的毒药就开始释放杀死这只猫。薛定谔的猫也同样产生了“既生既死”的双重状态。以上的三个实验,只有当出现观测源的时候,才能明确显示单一状态---光子通过了A缝或者通过了B缝;粒子带有正旋或者负旋;猫是死或者是活。在量子力学中还存在着更加诡异的“量子缠绕”现象,一对互为正反的量子,无论相距多远当其中一个量子状态发生改变,另一个量子也必将瞬间发生改变。

在解释量子力学各种“随机性”现象之前,首先我们回顾一下光子的传播图,如下:

这是一个光子的单方向辐射传播截面图,能量在光子中辐射方式一定是单一方向顺时针或者逆时针传播。能量的传递方式在光子内部结构中,光子内部结构以相互缠绕类似于“齿轮相切”的方式在整体传递能量。前文解释奇点爆炸的时候,曾经解释过奇点爆炸产生叠加球形时空的方式只有三种:重叠;相容;相交。换言之至少两个时空要么互为正负相互重叠,要么一个时空被另一个时空在局部相容,在局部内同样产生正负相互重叠的效果。另一种球形时空与镜像球形时空只有一个点正负重叠,也就是两个球体时空相切的状态。总结而言在时空中的一点必然会存在着两种镜像状态,第一种正负镜像完全重叠,第二点正负镜像以相切的方式以“齿轮相切”的方式重叠一个时空点。

这里需要重点说明的是,既然宇宙中任意一点都是光子正负重叠造成的时空,也就是奇点,由点到面,任意一个面都是奇点组成的宇宙弦,那么我们所在是的时空中的任意一点中粒子的“叠加态”就是必然现象了。当我们用二维平面视角去观察任何现象的时候,就会出现一个奇特的现象:我们的视角既面对的宇宙弦,也同时存在于宇宙弦之内。这个描述依然不是很好理解,假设我们面前有一块玻璃,我们人为的把玻璃分为A面和B面,当在A面上用笔画一个向右的箭头,在玻璃的B面上我们会看到同一个箭头却是向左的。同理,在这个玻璃的A面我们看到一个电子的自旋是正旋,那么我们在玻璃的B面看到的同一个电子的自旋就是负旋。重点是我们人类的视角既面对着这块“玻璃”,也存在于“玻璃”之内。接下来解释量子力学中的各种所谓的“反逻辑”的现象就变的十分简单了。“杨氏双缝干涉试验”光子在宇宙弦之间“正负”光子“自我”干涉形成干涉条纹;粒子正负“自旋叠加态”;薛定谔的猫的“生死叠加态”这一系列现象的背后核心问题都是“正负叠加态”宇宙时空产生的效果。这些现象一旦出现观测源,我们的二维视角永远只看的到互为镜像宇宙中的其中一个,因为我们的眼前永远会有一面宇宙弦却不可能同时看到两面。物理学家称之为“波函数坍缩”。

最后解释“量子纠缠”现象,“一对量子”互为正反,无论从电荷上,自旋方式上都互为正反相互感应,当其中一个量子的状态发生改变,另一个互为正反的量子瞬间发生相应的反向状态改变,且这个瞬间改变的过程是无视距离无视时间的,这就是量子纠缠现象。这里我首先要说明的是在微观世界中,量子的运行是有固定轨道的,但是我们实际观测到的量子运行是无规律的,差别在哪里。以电子围绕原子核为例,我们每一次观测电子的运行轨道和方位都不相同,通过多次观察累计观测数据我们得知,原子核外的电子在轨道上其实呈现的是电子云状态,用函数波去预测电子所谓的运行状态,其实从本质上来说是错误的。上文所述,宇宙是无限嵌套的球状时空,在0-12维全维度时空中每一个时空都存在着对应的镜像时空,而人类观察到只是某一个时空中的量子。

假设现在存在着几个互为镜像的时空,时空A和时空B互为镜像,时空B与时空C互为镜像,时空C与时空D互为镜像,以此类推。ABCD这四个球状时空都是以相切的方式以一点相连,如果A时空中的粒子以顺时针自旋,那么B时空粒子以逆时针自旋,接下来C时空顺时针,D时空逆时针。也就是说每个相邻的时空都是以“齿轮运动”的方式相对运行,那么任意一个时空中粒子状态发生变化,所有其他镜像时空中的粒子状态都是同时发生改变的。当我们首次确认A时空的量子是顺时针自旋,那么我们可以确认距离相距甚远的D时空中的量子是逆时针自旋。因为宇宙弦人类视角无法观测,所以我们直接忽略掉B;C时空的信息,甚至下一次我们无法判断观测的量子到底属于B时空;C时空;D时空还是其他的什么时空。这种量子感应是同时的且无视距离的,时空与镜像时空为我们的视角做出了精确的信息传递。同理以人类的视角依然不可能同时看到两个相距甚远的量子,我们依然只能从一个量子的状态,去判断另一个量子的状态。需要说明的是,量子之间的相互作用是同时进行的,这种相互作用存在着一个绝对惯性系,没有速度上的概念,没有时间上的损耗。所谓的“量子纠缠”实际上的不同时空中的正负互为镜像的结果。所以说量子纠缠是速度超越光速是完全错误的概念,光速作为宇宙第一速度恒定为c。

至此,“我”已通过物理学进程中的所有已知定律证明了0-12维全维度时空的正确性,同时也直接证明了时空与镜像时空的存在,也就是所谓的“平行宇宙”的存在。如此多的论据我只想说明接下来的另一个论据:宇宙从奇点而来,由光子以能量的形式转化成现在我们看到的可视宇宙。但是奇点宇宙大爆炸并不是奇点的终结,相反宇宙中任意一点都是奇点,物质在特定条件下依然会被重新压缩回奇点形成新的宇宙轮回。

1夸克级

物质与物质之间形成空间距离,量子力学中称夸克级之间的距离为密度。量子力学中迄今物理学认知,夸克空间尺度是微观粒子中“最小”的。量子力学中常见物理单位有分子;原子;电子;质子;中子;夸克等。

按质量大小划分,分子在这些物理单位中是最大的,分子以原子的三维排列方式组合而成,例如水分子是由两个氢原子和一个氧原子组成,氢原子带正电,氧原子带负电。(水分子方程式H2O)。

原子由原子核和环绕原子核的电子组成,如钠原子,有带有11个正电荷的原子核与带有11个负电荷的电子组成,正负电荷相互抵消,形成稳定的原子结构。(电子以原子核为中心,形成由内而外的多层运行轨道,根据爱因斯坦广义相对论,两个物质距离越近时空弯曲曲率越大,相互作用力越强。根据洪特规则,电子以原子核为圆心由内圈向外圈填满。)

图例

(以下均为3维时空中的2维视角,也就是把原子当一个平面观察,实际观察会发现电子云。)

规则如下:

1.第一圈最多2个电子

2.第二圈最多8个电子

3.第三圈最多8个电子

4.第四圈最多18个电子

5.第五圈最多18个电子

6.第六圈最多32个电子

7.第七圈最多32个电子

8.第八圈最多50个电子

9.第九圈最多50个电子

...

1-7圈电子总数相加118个,也就是相对应的原子核带有118个正电荷,原子结构相对稳定。迄今发现第119种元素,可以理解为原子核外电子第八圈轨道,有一个极其不稳定的无规律运动带一个单位负电荷的电子,和原子核119个正电荷相互抵消,产生新的元素Uue。但只在极端条件下才能生成,例如高速原子撞击,因为外层电子极其不稳定,电子极易流逝,原子核为了保持稳定,释放出质子和中子(中子也不稳定衰变成带一个单位正电荷的质子),导致原子结构发生改变,从而变成质量较轻的原子元素,这也就是新元素原来越难被人类发现的原因。

原子核由质子与中子组成,自由中子是不稳定的粒子,可通过弱作用衰变为质子,平均寿命为896秒。虽然原子的化学性质是由核内的质子数目确定的,但是如果没有中子,由于带正电荷质子间的排斥力,质子相互远离,如果没有中子参与平衡电荷稳定原子结构(中子更像是电源中的接地零线),就不可能构成除只有一个质子的氢之外的其他元素(生成氢的同位素比如氘;氚)。而中子是产生核裂变的关键性要素。

例图

常见夸克组合为3夸克和5夸克,3夸克组合称为质子,5夸克组合称为“粒子”,为什么有称谓上的区别,因为5夸克组合不是稳定状态,不像质子可以直接观测到,下文详细描述。

3夸克组合

3夸克质子由两个带有+2/3正电荷的上夸克,和一个带有-1/3负电荷下夸克组成,3个夸克电荷叠加结果等于1个单位正电荷,与原子核中电子携带的1个单位负电荷正负抵消,形成稳定的原子结构。例如氢原子由1质子,1个中子和1电子组成,质子中的3个夸克形成一个单位的正电荷+1(质子)抵消电子一个单位负电荷-1,使氢原子结构保持稳定,同时解放了不带电的中子。使中子有了独立轰击其他重原子的能力,产生链式核裂变,生成元素周期表中一切新元素的可能性。

例图

5夸克组合

(这里我想说点什么,虽然人类在未知领域的探索一直勇往直前,发现5夸克组合在人类历史进程中也具有非凡的意义,同时发现者因此也获得了诺贝尔奖。但我想说的是,在科学领域的深入探索需要有全局观念,窥探其“表象”却与真相失之交臂,知其然而不知其所以然,结果无疑是令人惋惜的。)

5夸克由2个上夸克、1个下夸克、1个粲夸克和1个反粲夸克组成。

图例

迄今发现的夸克数量为6种即:上夸克;下夸克;粲夸克;奇夸克,顶夸克;底夸克。

同时对应的6种反夸克:反上夸克;反下夸克;反粲夸克;反奇夸克;反顶夸克;反底夸克。(3维时空对应镜像4维时空)

同时代科学界对于夸克的定义出现绿;红;蓝三种夸克理论,为了方面表述和理解,现在统一概念如下:

绿上夸克=上夸克(+2/3电荷)

绿下夸克=下夸克(-1/3电荷)

红上夸克=粲夸克(+2/3电荷)

红下夸克=奇夸克(-1/3电荷)

蓝上夸克=顶夸克(+2/3电荷)

蓝下夸克=底夸克(-1/3电荷)

绿反上夸克=反上夸克(-2/3电荷)

绿反下夸克=反下夸克(+1/3电荷)

红反上夸克=反粲夸克(-2/3电荷)

红反下夸克=反奇夸克(+1/3电荷)

蓝反上夸克=反顶夸克(-2/3电荷)

蓝反下夸克=反底夸克(+1/3电荷)

5夸克组合由2个上夸克(+2/3电荷)+1个下夸克(-1/3电荷)+1个粲夸克(+2/3电荷)+1个反粲夸克(-2/3电荷)=1个单位正电荷(质子)

3夸克组合和5夸克组合得到的电量单位一致1个单位正电荷(质子),只是5夸克组合有一组正反粲夸克电荷相互抵消了,换言之3夸克组合和5夸克组合在结构体系上根本就是一回事。只是3维时空和镜像4维时空的一组夸克相互抵消湮灭了,同时发生质能转换,释放高能光子以及伽马射线到0-12维度所有时空中。

为什么质子的基本机构一定是3夸克组合,首先质子要保持稳定结构必须带1个单位的正电荷,其次夸克作为带电粒子无法独立存在,必须与其他夸克共同作用。其次增减夸克数量可以改变质子数量从而改变原子核数量,形成元素之间的转换与改变。同时夸克带电形式为正负1/3;2/3,3个夸克之间增加任何夸克和反夸克构成新的组合都不会造成电荷流失。(爱因斯坦广义相对论质能守恒定律)

夸克以下还有什么色子;缪子无非是把夸克转化为能量的更细划分(爱因斯坦质能方程与质能守恒定律)结果都是质子带有1个单位正电荷。(前文表述暂定本文研究范围夸克--恒星,夸克以下不再赘述。)

例图

距今约2500年前春秋战国时期,老子在道德经中表述:道可道,非常道,道生一,一生二,二生三,三生万物。万物负阴而抱阳,冲气以为和。

2500年前,中国的古代先贤老子,其实已经非常详细的阐述了一切物质的基本构成理论。只是受限于当时所在历史时空的语言表述,世人无法完整的理解…至今,老子的道德经也只是在哲学层面被世人研究与推崇…在令人惊讶,惋惜的同时不免给我们留下了更多的思考。(用数学定义表述:为什么1/3=0.333…,而三个1/3相加就等于1。)

2恒星级

物质与物质之间形成空间,(恒星级)宏观力学中以恒星级计算距离以光年计算。恒星中人类熟知的太阳质量是2.0×10^30 千克,迄今为止,天文学家观测到的最大恒星为R136a1,质量为265M(M代表太阳质量),体积是太阳的27,000倍。以太阳系为例,太阳系包含恒星;行星;卫星以及其他“宇宙尘埃”。

爱因斯坦相对论基本原理(广义相对论+狭义相对论+补充)

狭义相对论

狭义相对性原理:一切物理定律(除引力外的力学定律、电磁学定律以及其他相互作用的动力学定律)在所有惯性系中均有效;或者说,一切物理定律(除引力外)的方程式在洛伦兹变换下保持形式不变。不同时间进行的实验给出了同样的物理定律,这正是相对性原理的实验基础。

光速不变原理:光在真空中总是以确定的速度c传播,速度的大小同光源的运动状态无关。在真空中的各个方向上,光信号传播速度(即单向光速)的大小均相同(即光速各向同性);光速同光源的运动状态和观察者所处的惯性系无关。这个原理同经典力学不相容。有了这个原理,才能够准确地定义不同地点的同时性。

洛伦兹变换洛伦兹变换是狭义相对论中两个作相对匀速运动的惯性参考系(S和S′)之间的坐标变换。若S系的坐标轴为X、Y和Z,S′系的坐标轴为X′、Y′和Z′。为了简单,让X、Y和Z轴分别平行于X′、Y′和Z′轴,S′系相对于S系以不变速度v沿X轴的正方向运动,当t=t′ =0 时,S系和S′系的原点互相重合。同一个物理事件在S系和S′系中的时空坐标由下列关系式相联系:

式中

c为真空中的光速

。其逆变换形式为

这个关系式称为洛伦兹变换。不同惯性系中的物理定律在洛伦兹变换下数学形式不变,它反映了空间时间的密切联系,是狭义相对论中最基本的定义。

时间膨胀效应:狭义相对论预言,运动时钟的“指针”行走的速率比时钟静止时的速率慢,这就是时钟变慢或时间膨胀效应。考虑在K系中的某一点静止不动(即空间坐标间隔为零:x=0,y=0,z=0)的一只标准时钟,此时洛伦兹变换中的前三个方程给出:

x'=vt',y'=0,z'=0

这是时钟在K'系中的运动轨迹,即时钟以不变速度v沿x'轴的正方向运动。洛伦兹变换中的第三个方程给出(如下图):

式中t是给定时钟显示的时间间隔,因而是固有时。由于时钟的速度v总是比光速c小,该式中的1/(1-v2/c2)1/2(即膨胀因子)大于1,因而t'>t,即在K'系中看来运动的时钟走慢了。但t'是坐标时,因为它是K'系中两个不同地点的时钟记录的时间之差,所以上面所谓的时间膨胀实际上是说“固有时比坐标时小”。直接的实验验证包括飞行μ子寿命增长和环球飞行原子钟速率减慢。

长度收缩效应:考虑放在K'系x'轴上的一根长杆,其长度称为固有长度l0≡x′。但在K系看来,这根杆子是运动的,运动杆子的长度定义为同时(即时间间隔t=0)测量杆子的两端所获得的空间坐标间隔。此时,洛伦兹变换给出:l≡x,运动杆子的长度变短了(l<>

宇宙线μ子寿命的增长也可用长度收缩的观点解释。

同时性的相对性如果在某个惯性系中看来,不同空间点发生的两个物理事件是同时的,那么在相对于这一惯性系运动的其他惯性系中看来就不再是同时的。所以,在狭义相对论中,同时性的概念不再有绝对意义,它同惯性系有关,只有相对意义。但是,对于同一空间点上发生的两个事件,同时性仍有绝对意义。

时间膨胀效应以及长度收缩效应,都是基于光速不变原理通过洛伦兹时间变换公式推导而来,在实际实验的过程中均得到了证实。通过洛伦兹变换可以得知,当物质运动速度达到光速,v=c时,在光速运动中时间膨胀效应t’将无穷大,或者说时间不具备实际意义。当物质运动速度达到光速,v=c时,尺度收缩效应L=0将无穷小,或者说尺度不具备实际意义。所以光子本身的半衰期无穷大,无时间概念,所以理论上光子可以瞬间到达无穷宇宙中的任意角落。既然光速可以瞬间到达宇宙的任意角落,为什么我们在地球上观察光速到达其他星系需要用光年计算距离。原因很简单,相对于光速太阳系中的任何物体的宏观运行速度都小于光速,所以光速将小于光速的一切运动物质都设置了时间周期。

质能方程:E=mc2质能方程即描述质量与能量之间的当量关系的方程。质能方程中的质量与能量之间的等量关系,不代表物质与能量之间可以随时无条件任意转换,(核聚变;核裂变反应可转换)而是说质量与能量本来就是同一物质的两个内秉属性,物质既具有质量属性同时具有能量属性。如同所有粒子或者量子都具有玻粒二相性,同一粒子既具有能量的波动性,也具有质量的粒子性。

广义相对论

广义相对性原理:物理定律的形式在一切参考系都是不变的(这里修改为物理定律形式在一切参考系中标量不变,矢量方向可能完全相反)。该定理是狭义相对性原理的推广。在狭义相对论中,如果我们尝试去定义惯性系,会出现死循环:一般地,不受外力的物体,在其保持静止或匀速直线运动状态不变的坐标系是惯性系;但如何判定物体不受外力?回答只能是,当物体保持静止或匀速直线运动状态不变时,物体不受外力。很明显,逻辑出现了难以消除的死循环。宇宙中没有绝对的惯性系,因为没有任何物体是完全不受力的,只有相对运动的惯性系,也没有绝对静止空间“以太”。为了解决这个问题,爱因斯坦直接将惯性系的概念从相对论中剔除,用“任何参考系”代替了原来狭义相对性原理中“惯性系”。

等效原理:爱因斯坦提出“等效原理”,即引力和惯性力是等效的。这一原理建立在引力质量与惯性质量的等价性上。根据等效原理,爱因斯坦把狭义相对性原理推广为广义相对性原理,即物理定律的形式在一切参考系都是不变的(矢量方向相反)。爱因斯坦在解释等效原理引力场等效于惯性力场时强调在时空中的任意一点而不是某一个区域,是因为这一点相对于时空与镜像时空之间引力与惯性力互为彼此,矢量方向相反。互为镜像的AB时空,A时空引力=B时空惯性力;A时空惯性力=B时空引力,当这一点在时空中发生改变时,两个镜像时空中的这一点同时变化,所以引力场永远等效于惯性力场。

引力场使时空弯曲:1911年爱因斯坦在《引力对光传播的影响》一文中讨论了光线经过太阳附近时由于太阳引力的作用会产生弯曲。他推算出偏角为0.83″,并且指出这一现象可以在日全食进行观测,此后此理论被多次证实。已知大质量的天体强大的引力场可以让光线发生弯曲,比如太阳可以让经过它的光线发生弯曲。前文提到组成时空的最基本且必要条件是一对处于互为镜像时空中的正负光子,“引力子”的组成部分就是一对互为镜像的正负光子,引力波即时空碰撞产生涟漪的产物。超强引力场让光子路线发生弯曲,进而使时空发生弯曲。

引力场使时间变慢:广义相对论的另一个预言是,在像地球这样的大质量的物体附近,时间显得流逝得更慢一些。这是因为光能量和它的频率(光在每秒钟里搏动的次数)有一种关系:能量越大,则频率越高。当光从地球的引力场往上行进,它失去能量,因而其频率下降(这表明两个相邻波峰之间的时间间隔变大。)在上面的某个人看来,下面发生的每一件事情都显得需要更长的时间。换句话说,天体质量决定着天体的自转速度和公转速度,同时也决定着天体自身的时间周期。也就是说任何和地球质量不等的天体都具备着自身的时间周期,根本就没有所谓的宇宙共有时间。

爱因斯坦场方程:R_uv-1/2*R*g_uv=κ*T_uv

Rμν-(1/2)gμνR=8GπTμν/(c*c*c*c) -gμν

爱因斯坦场方程是一个非常复杂的二阶偏微分方程,有16个自变量,几乎可以说有无数个解。爱因斯坦的神奇之处就在于在无任何规则基础之下可以找寻基本规律,我们只能通过场方程求解与实际运用观测去验证,且一次又一次的被证实场方程的正确性。这里重点说一下里奇张量,爱因斯坦场方程的解包含有一个确定的半黎曼流形(黎曼几何中的近似半球体),为什么是一个近似半球体而不是整个球体呢。我在这里无法解释爱因斯坦在推导场方程时为什么推导的1/2里奇张量,我现在只能解释在任意时间下,我们身处的宇宙只是互为镜像的两个时空中的一个。通过爱因斯坦场方程解推导出一系列学科,包括宇宙学;黑洞学;引力波;奇点等等。

奇点:广义相对论的另一个普遍却又令人困扰的特色问题是时空的分界线—奇点的出现。时空可以通过沿着类时和类光的测地线来探索,这些路径是光子及其他所有粒子在自由落体运动中的可能轨迹,但爱因斯坦场方程的某些解具有“粗糙的边缘”—这被称作时空奇点,这些奇点上类时或类光的测地线会突然中止,而对于这些奇点没有定义好的时空几何来描述。需要说明的是,“奇点”往往可能并不是一个“点”:那些场方程的解的“粗糙边缘”在既有坐标系下,不仅可能是一个“点”,还可以以其他几何形式出现(比如克尔黑洞的“奇环”等)。一般意义上的奇点是指曲率奇点,这是说在这些点上描述时空曲率的几何量,例如里奇张量为无限大(曲率奇点是相对所谓坐标奇点而言的,坐标奇点本质上不属于奇点的范畴:有些度规在某个特定坐标下会产生无穷大,但本质上这些点不具有奇性,在其他合适的坐标下是光滑的,也不会产生无穷大的曲率张量)。描述未来的奇点(世界线的终结)的著名例子包括永远静态的史瓦西黑洞内部的奇点,以及永远旋转的克尔黑洞内部的环状奇点。弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克度规,以及其他描述宇宙的时空几何都具有过去的奇点(世界线的开端),这被称作大爆炸奇点,而有些还具有未来的奇点(大挤压)。

考虑到这些模型都是高度对称从而被简化的,人们很容易去猜测奇点的出现是否只是理想状态下的不自然产物。然而著名的由全局几何证明的奇点定理指出,奇点是广义相对论的一个普遍特色结果,并且任何有质量的实体发生引力坍缩并达到一个特定阶段后都会形成奇点,而在一系列膨胀宇宙模型中也一样存在奇点。不过奇点定理的内容基本没有涉及到奇点的性质,这些关于确定奇点的一般结构(例如所谓BKL假说)的问题是当前相关研究的主要课题。另一方面,由于在对于物理规律的破坏方面而言,一个被包裹于视界之中的奇点被认为要好过一个“裸”的奇点,故而宇宙监督假说被提出,它认为所有未来的实际奇点(即没有完美对称性的具有实际性质的物体形成的奇点)都会被藏在视界之内,从而对外面对观察者不可见,即自然界憎恨裸奇点。尽管还没有实际证据证明这一点,有数值模拟的结果支持这一假说的正确性。

(以上是广义相对论百度百科对于奇点的解释,也代表着现在人类对于奇点认识的最前沿认知。接下来诠释我对与奇点的解释。)

宇宙大爆炸来源于奇点,我的解释奇点“可虚可实”且奇点并不是完成宇宙大爆炸以后就消失不见的,奇点无处不在。那么奇点究竟是什么组成的,我的答案奇点是光。首先组成“引力子”结构的是一对互为镜像的光子,引力由时空扭曲产生的时空曲率形成的物质短程线相互运动,同时光速恒定定义局部宇宙的时间,也就是说光造就了引力场与时空。其次根据量子场理论,一对正反粒子可发生湮灭变成一对高能γ光子,而一对高能γ光子在高温下亦可发生反应产生一对正反粒子。比如在T=1015K的温度下可发生光子向质子和中子等重子的转化。最后根据爱因斯坦光电效应,当光照射到金属表面时,光的频率小于一个极限频率,金属就能发射电子,这个极限频率取决于金属材料。金属材料本身被光子照射以后吸收光子的能量,金属核外电子动能立即时增大,产生克服原子核的引力,电子瞬时逃逸。

至此由光子开始产生构成原子结构基本条件:质子;中子;电子。当光子在宇宙时空中无处不在的存在着,适应条件下光子可以生成大量的质子;中子;电子,进而产生大量原子稳定结构。所以宇宙大爆炸中的奇点并不是无中生有,而是由光子通过质能方程E=mc2置换生成的物质世界。

宇宙中无处不在的光子就是物质与能量之间的临界点,既生成物质同时也以能量的形式辐射整个宇宙。同时光作为奇点穿梭于任何时空与平行时空之间,定义着宇宙中的时间;空间;引力场;能量传递等一系列物理规律。

以上以爱因斯坦相对论基本原理作为支撑以后,开始详细阐述宇宙大爆炸完整演过程:

(3维时空)→恒星→奇点→黑洞→宇宙大爆炸→恒星→奇点→黑洞→

(3维时空)循环交替→(时间属性方向唯一)

(4维镜像时空)←黑洞←奇点←恒星←宇宙大爆炸←黑洞←奇点←恒星←

(4维镜像时空)←循环交替(时间属性方向唯一)

本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报
打开APP,阅读全文并永久保存 查看更多类似文章
猜你喜欢
类似文章
【热】打开小程序,算一算2024你的财运
给一些关于量子方面的知识?
复盘
宇宙的尽头在哪里?关于宇宙大爆炸的两个问题
颠覆旧识:新物理学大厦的落成(下)
《时间简史》 第五章 基本粒子和自然的力
光子的时空?
更多类似文章 >>
生活服务
热点新闻
分享 收藏 导长图 关注 下载文章
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!

联系客服