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深度長文:時空的本質到底是什麼,為什麼時間空間可以相互轉化?

2024-01-30 18:05:58


千百年來,人類一直以為時空是獨立於物質之外,超然於物質和能量之上的一種無形的外殼。廣義計沙生命定律認為,時空也是一種物質,也是場能的一種存在形式。就像汪洋大海里的海水充斥著整個海洋一樣,時空場充斥著整個宇宙。

愛因斯坦在廣義相對論中預言,質量超大的天體在運動的時候,會導致時空的彎曲或轉換。並且時空的變化會像水波紋一樣產生漣漪對外傳播。這是什麼意思呢?就是說時空就像海水或者是像超大的橡皮床一樣,星球掉進去的時候會導致海平面或橡皮床彎曲,併產生波紋,愛因斯坦稱之為引力波。

2016年人類第一次捕捉到了宇宙中的引力波,從而證實了愛因斯坦的預言,引力波確實存在。我們知道波的傳遞,實際上就是能量的傳遞,引力波的存在就說明了時間和空間是能量的存在形式,這也就從另外一個角度證明了廣義生命定律的正確性。那麼時間和空間這樣的能量場又是怎樣形成的呢?

一、傳統的時空觀是這樣的

1.牛頓認為,時空就好像是聳立在一塊無限大的平地上的建築物,裡面的物質與它無關。這種傳統的時空科學觀,導致牛頓力學建立在了靜止的時空框架內。偉大的牛頓在裡面忙活了一輩子,最終還是把晚年的餘光投向了神學領域的研究。

2.追趕光速的愛因斯坦,看到了時空是一個橡皮囊,它的外形與大小是由橡皮囊裡面物質的大小及其形態所決定,導致了時空成為彎曲狀。星球的質量大小與外形,導致了時空呈現出不均勻地分佈。時間和空間可以相互轉化,在大尺度的星際之間,時間和空間都是一回事,時間統一於空間,形成了四維空間。

3.量子理論的科學家們,則站到了我們這個宇宙最低層次的時空領域裡,他們發現原子裡面的微觀粒子沒有確定的空間位置。對於這些微觀粒子來說,時空彷彿是一條極細的橡皮管,空間幾乎消失,空間統一於時間。微觀粒子只能以電磁波的形式,從這個橡皮管似的時間隧道里釋放能量,傳遞資訊。

時空到底是個什麼東西呢?為什麼科學巨人始終擺脫不了時空這件無形的外衣呢。時空真的是獨立於物質之外與物質無關嗎?或者說即使跟物質有關係,也僅僅是體現在物體的質量與形狀導致了時空呈現彎曲嗎?

大爆炸理論認為時空是炸出來的,宇宙卵爆炸之後的膨脹形成了一個三度空間,它的爆炸過程就形成了時間。如果我們真的這樣去理解,那在宇宙大爆炸之前就應該有時空的存在。就像我們吹起一個大氣球一樣,實際上氣球之外本來就有時空,只不過氣球裡面的時空是氣球膨脹之後形成的。

可是大爆炸學說又承認宇宙卵是從一個沒有任何物質,也沒有時空概念的“絕對無”境界裡誕生的,這就讓人十分地費解。人們費解的是這個超越於物質之外的時空,在宇宙大爆炸之前怎麼就會不存在呢?如果宇宙卵之外沒有時空這樣一個空曠領域,宇宙卵又怎麼能炸得開呢。

二、時空的本質到底是什麼呢?

無中生有,物極必反。宇宙卵是從一個絕對無的境界裡誕生出來的,對於這一觀點,憑人類的想象應該還是能夠接受。至於那個絕對無的境界是個什麼樣的,恐怕就超出了人類的想象範圍了。

因為我們是宇宙的人,生來只具備宇宙的資訊,而不具備那個“絕對無境界”的任何資訊。因此,人類的大腦透過開發,只能最大限度地表達出宇宙的相關資訊來,就如同用我們自己的體細胞只能克隆出自己,而不能克隆出別人的道理一樣。我們這個時空的人,最多隻能算得上是宇宙的一個細胞。

從那個絕對無的境界中誕生出來的宇宙卵,那是一個純能量的東西,不含有任何實物粒子,不含有任何化學元素。我們現在宇宙的萬事萬物都是由這個純能量的東西演化出來的。

按照愛因斯坦的質能互換理論可以推斷出,在這個由能量轉化為物質的過程中,應該是不可能產生一個超然於能量和物質之外的什麼東西的。而我們人類到目前為止,仍然認為時空是一個超然於物質與能量之外的東西,這顯然違背了質能互換這個大自然的規律。

這樣看來,生活在宇宙中的人類對時空概念的理解,可能就是一種錯覺。就像深海里的魚蝦誤把深深的海水當成了空曠的領域一樣,其實時空也應該是一種物質的存在形式,這裡我們把它稱之為“時空場”。那種超然於物質之外的時空概念是錯誤的,宇宙卵爆炸之前為什麼沒有時空的存在,因為那時的宇宙卵還沒有開始進行質能轉化,純能量的宇宙卵還沒有開始演化出“時空場”這種物質。

三、在解密時空起源之前,我們先認識一下“統一物場”

我們這個宇宙裡的所有物質,不管是看得見的物質,還是看不見的物質,不管是明能量還是暗能量,依據我們人類的眼光大體上可以將它們分為兩大型別:一類是實物粒子狀態的物質,另一類就是各種能量場。這兩種型別的物質,都是宇宙中能量的存在形式。它們之間可以互相轉化,相互作用,普遍聯絡,構成我們這個宇宙的“統一物場”,充斥在整個宇宙之中。

實物粒子狀態的物質,就是間斷的,能夠自然分割的物質,包括有正負電子、原子、分子、細胞、星球等等;非實物粒子狀態的物質,就是宇宙中的各種場,包括有電場、磁場、引力場、電磁波、地磁場還有暗能量場等等,這些物質的結構特點,就是具有連續性而不可以自然分割。各種實物粒子之間,除了直接的相互作用以外,它們之間主要還是依靠這些場或波而發生相互作用,傳遞著各自的資訊。

上個世紀初,包括愛因斯坦在內的科學家們在研究電磁波和可見光的運動規律時,發現這些場能結構不光具有波的運動特徵,還具有粒子性物質運動特徵,即所謂的波粒二象性。科學家們為了研究方便,於是將這些能量波,按照一定能量大小進行分割,每一份能量包就稱之為一個量子。可見光也是一種電磁波,這樣一來,我們就可以認為可見光在傳播的過程中,就是以一個個光量子的形式傳播開來的。

後來科學家們又發現,不光是電磁波具有波粒二象性,包括電子、中子、質子等亞原子以下狀態的微觀粒子,都具有波粒二象性。在此基礎上,他們陸續建立和完善了量子理論,人類從此就打開了通往微觀世界的大門。

偉大的愛因斯坦,在這個量子級的微觀世界裡,找到了質量和能量相互轉化的數學關係式,也就是質能公式,但他最後還是把目光一下子跳躍到了大尺度的宇宙時空力學研究領域裡,並創立了震撼人類的廣義相對論,打開了人類通往星際之間這樣大尺度的宏觀世界大門。

亞原子以下的微觀世界到大尺度宇宙的宏觀世界,應該都是相通的,它們的運動規律應該都是類似的,都應該遵循同一運動法則。它們之間為什麼差別如此巨大,那應該是我們人類的錯覺。

我們人類身處在時空之中,我們應該被稱之為時空的人,也正是因為這個原因,時空的人才發現在亞原子以下的微觀世界裡,尤其是量子級單位的微觀世界裡,不具備時空特徵。實際上萬事萬物都是從一個極端連續地、不間斷地走向另外一個極端,然後再物極必返,返回原處,週而復始。時空這個人類所感受到的宇宙基本特徵,就是從這個極其微觀的亞原子世界裡走出來的。

在量子級別的電磁波世界裡,單個量子是一個純能量的東西,不具備任何時空特徵。當它以連續不間斷的形式在我們這個時空世界裡傳播開來的時候,時空的人還是能夠感受到它的時間特徵。在時空人的眼裡,它的速度是每秒三十萬公里,這是宇宙中時間流逝最快的速度。

但是,當由量子逐步上升到微觀實物粒子,上升到原子、分子、細胞、再到天體星球等大的實物粒子的時候,結果發現這些實物粒子不光具有時間特徵,同時還存在有越來越明顯的空間特徵。人類站在地球上已經明顯地感受到了時間和空間的客觀獨立存在。

當愛因斯坦用他的廣義相對論把我們的目光引向銀河系、河外星系,及至整個宇宙的時候,時間和空間概念,又變得越來越模糊起來。三維空間慢慢地又變成了四維空間、彎曲的空間,時間變得越來越慢。時空人感受到了量子化的微觀世界裡時間流速極快,同時又感受到整個宇宙作為一個超大粒子,它的時間流逝極慢,幾乎處於靜止狀態。

這裡為什麼要把整個宇宙看作為一個巨大的實物粒子呢?它的裡面不是存在著茫茫的時空嗎?透過廣義相對論,我們理解了地球作為一個實物粒子,它擁有自己彎曲的時空軌道。太陽作為一個實物粒子,它也擁有自己彎曲的時空軌道,它的時空軌道上執行著九顆行星。銀河系也可以看作是一個實物粒子,許多類似太陽系的星系正在它的時空軌道上執行。以此類推,河外星系,乃至整個宇宙都可以看作是一個有機的實物粒子了。

依照這樣的理解,那地球上的原子、分子、細胞、建築物等任何一個實物粒子的東西,都應該具有自己的時空軌道,但是由於地球引力場的作用,這些實物粒子成為了地球這個巨大實物粒子的組成部分。在沒有擺脫地球引力場之前,它們的時空軌道被地球的引力場吞沒了,淹沒在了地球本身的時空軌道之中。

根據廣義相對論的推斷,只有萬有引力和慣性力等效時,才能體現出它的時空範圍來。如果太陽對地球的吸引力超過了地球運動時的慣性力,那麼地球將墜入太陽的表面,而顯示不出自己的時空軌道。

如果地球運動的慣性力超出了太陽對它的萬有引力,地球就會逃離太陽系而進入銀河系,這時地球所擁有的時空就成為了銀河系時空軌道的組成部分。

透過以上分析,我們有理由這樣去理解,時間和空間不僅是物質能量的存在形式,而且時間和空間都不是獨立存在的能量結構,而是星體實物粒子本身就具有的場能結構。不管是電子原子,還是天體星系,這些實物粒子所擁有的時空軌道,都不是獨立存在的,都是這些星體本身就具有的一種場能結構,我們應該將它稱之為時空場能結構。

至於引力波現象,實際就是這些實物星體本身具有的場能結構,在這些星體運動變化的過程中所產生的漣漪。不管多大的星體或星系,只要在運動變化,就會導致星體這些實物粒子本身質量與能量之間互相轉化上的變化,並以波的形式釋放能量或是吸收能量!

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