時空本質(zhì)屬性假設(shè)與模型簡述

1、時空本質(zhì)屬性假設(shè)與模型簡述吳克利摘 要所有的物理研究都指向物質(zhì)、空間和時間之間存在著深刻的聯(lián)系, 因此有理由認為它們是同源同質(zhì)的。本文認為宇宙間的所有事物包括時 空的本質(zhì)都是一種電磁關(guān)系。三維空間是由“微弦圈”規(guī)則振蕩形成的 微弦圈振蕩波,而時間是波振頻率相隔的度量。以此建構(gòu)的模型能很好 描述黑洞、白洞、宇宙大爆炸、宇宙膨脹等困難問題。根據(jù)模型推斷, 我們觀察到的宇宙大爆炸并非整個宇宙的起源,而是宇宙局部多時空的 白洞“噴發(fā)”制造時空時留下的背景輻射。所有粒子都由構(gòu)成時空的最 小單元“微弦圈”耦合疊加而成,黑洞將空間的基本單位微弦圈拉伸并 吸收轉(zhuǎn)化為物質(zhì); 白洞是黑洞的另一時空的表述, 它將物

2、質(zhì)轉(zhuǎn)化為時空。 人們所推測的暗物質(zhì)和暗能量也許就是時空存在本身。關(guān)鍵詞:時空,本質(zhì),宇宙,黑洞PACS :98.80.Cq , 11.25. Àw , 04.40.Nr , 12.10. Àg1 引 言物理學所有理論都是基于空間時間概念背景下發(fā)展而來的,但對空間和時 間卻沒有本質(zhì)性的概念描述。 廣義相對論的出現(xiàn), 讓人們對時空的認識發(fā)生了根 本性飛躍,認識到物質(zhì)、空間和時間之間存在著深刻的聯(lián)系 1?；谶@種思想, 并在弦理論的啟發(fā)下,本文認為空間是由“微弦圈” (有別弦理論的“超弦” 規(guī) 則振蕩形式的一種波的物質(zhì)存在, 而時間是波頻率相隔的度量。 以此構(gòu)建的宇宙 模型將能很

3、好描述和解釋當前宇宙學中包括黑洞、 白洞、 宇宙大爆炸等諸多困難 問題。特別要說明的是本文提出的“微弦圈” ,是極大有別于弦理論中定義的弦的。 弦理論認為的弦是一維的, 各種不同的粒子是一維的弦在空間不同振動模式, 而本文描述的“微弦圈”是空間的基本單位,并且是三維的振動模式(因其振蕩 形成球面形成二維,振蕩頻率間隔即存在時間是一維的,詳見如下模型描述 。 2 模型描述2.1空間時間本質(zhì)屬性三維空間可以認為是由 “微弦圈” 規(guī)則振蕩形成的微弦圈振蕩波 (可以認是 能量極低的電磁波,電磁波中的波粒子是由相當數(shù)量的微弦圈疊加而成的 ,而 時間是波頻率相隔的度量。 禹業(yè)茂的 空間概念的探討 指出物質(zhì)

4、與空間 , 存在 質(zhì)空轉(zhuǎn)換關(guān)系函數(shù),并得出了轉(zhuǎn)換公式和轉(zhuǎn)換系數(shù) 2,這也進一步說明空間和物 質(zhì)存在統(tǒng)一性,都可以歸入電磁轉(zhuǎn)換效應(yīng)中。2.2“微弦圈”模型與時空基本單位值“微弦圈” 就像是一個極小橡皮圈, 可以繞其圓心以極高頻率作不確定旋轉(zhuǎn) (任意單位角度振蕩 ,產(chǎn)生不同相位。可以用一個圈“”表,因不確定旋轉(zhuǎn), 所以在某一時刻或不同角度下其相位是不同的(如:“” 、 “” 、 “” 、 “0” 等 。相位為“”表示“實弦” , “”表示“空弦” (用于表示同樣角度下弦的 不同狀態(tài)屬性 ,因此“微弦圈”在極高頻率振蕩過程,表現(xiàn)出了不同的狀態(tài)屬 性變換,如類似于電磁的轉(zhuǎn)換。因“微弦圈”旋轉(zhuǎn)會形成一個

5、概率球面,即所有的“實弦”相位的集合為一 個球面,可以稱為“實弦球面” , “空弦”的集合為一個“空弦球面” 。因此“微 弦圈” 在振蕩下是二維的球面。 弦球面的直徑為空間長度最小單位長度; 微弦圈 的相變所需的時間間隔就是時間的最小單位值。“超弦球面” 點陣構(gòu)成空間, 物質(zhì)由 “微弦圈” 耦合而成, 能量與 “微弦圈”數(shù)量和頻率相關(guān)。2.3空間時間模型“微弦圈” 構(gòu)成三維空間模型如下圖 1, “微弦圈” 振蕩頻率時間隔即為一維 時間,如圖 2。 圖 1 圖 2“”表示“實弦” , “”表示“空弦” , “”不能表示沒有,只能表示變 為了另一角度的 “” , 是同一物質(zhì)的不同表現(xiàn), 也可描述為

6、相位不同。 “微弦圈” 旋轉(zhuǎn)會形成一個球面, 即所有的實弦相位集合為一個 “實弦球面” , 弦空的集合 為一個“空弦球面” 。每個球面不是真正的球面,而是一種概率球面,空間中的 基本時間就是空間各線性上弦變的振蕩頻率時間。 弦球面是中空的, 那是真正的 “無” ,它和弦圈的真正“有”相互存在的。如果把弦球面看成一個二維的話, 加上空間三維, 時間一維, 那么一個均勻 時空中 (沒有其它物質(zhì)和能量的情況下 應(yīng)該是六維度的。 可以想象這樣的巨大的 微弦圈構(gòu)成的時空巨陣是壯觀、 和諧美麗而有節(jié)湊的。 但這樣的時空中無法產(chǎn)生 由其它物質(zhì)和能量構(gòu)成的其它萬象及萬象的相互轉(zhuǎn)化, 故應(yīng)該還存在另一維度的 弦

7、強度變量,即微弦圈的耦合疊加與分解消減機制。2.4微弦圈的耦合疊加與分解消減機制任意微弦圈狀態(tài)可以定義為:f(x , y , z , , , P 0, t ; x 、 y 、 z 為三 維坐標, 為弦球徑(弦波長相關(guān) , 為相角轉(zhuǎn)動, P 0為弦動量(也可認為是 弦強度 , t 為時間。中微子、夸克、光子、電子、質(zhì)子、中子等現(xiàn)在所有觀察到 的各種粒子都可以認為是微弦圈耦合疊加的特定集合組成, 如某一粒子可以表示 為 n (f 1, f 2 , f 3, f 4 , f n ,該粒子表現(xiàn)出集合微弦圈集合振蕩屬性,則粒子屬性可表示為 f ( n =(x + x , y+ y , z + z , +

8、 , + , n P 0, n kt ,n 為自然數(shù), k 為頻率變化系數(shù)。不同數(shù)量的微弦圈耦合或疊加成為各 級的較大弦乃至各種粒子。要指出的是,耦合疊加與分解消減機制,遵循動量守恒,可認為類似碰撞。 在相同位置, 一定 大小范圍內(nèi)、 相同弦位范圍, 在相角轉(zhuǎn)動 同向時表現(xiàn) 為疊加,如圖3, 圖 3 在相同位置, 一定 大小范圍內(nèi)、 相同弦位范圍內(nèi), 在相角轉(zhuǎn)動 反向時表 現(xiàn)為分解,如圖4, 圖 4在相同位置, 不同 大小范圍內(nèi)、 相同弦位范圍內(nèi), 在相角轉(zhuǎn)動 相協(xié)調(diào)時 表現(xiàn)為耦合,如圖5, 圖 5在不同位置,只要弦圈臂有相互作用,即有相互影響。并且各級弦的耦合疊加與分解消減機制與弦的直徑 ,

9、相角轉(zhuǎn)動 相關(guān)聯(lián), 各級弦的強度與微弦圈數(shù)量相關(guān)聯(lián)。每一級弦都在“質(zhì)心”作高速振蕩旋轉(zhuǎn),所以耦合后的各級弦或各種粒子, 在表現(xiàn)上是多維面構(gòu)成,不同粒子共振時能量疊加也能發(fā)生耦合。設(shè)“微弦圈” 的動量為 P 0,一個光子 P ,假定一個光子是由 n 個“微弦圈”疊加而成的,根據(jù)動 理守恒,則滿足光子的動量 P =n P 0模型依據(jù)的基本觀點:1、時間即頻率“集合”,只是描述的層面不一; 2、 時間與空間是一體的,時空有基本單位,即以下描述的“超弦子” ; 3、時空與物 質(zhì)及能量能相互轉(zhuǎn)化。3 對宇宙學中的問題理解與描述3.1質(zhì)量對時空影響的描述根據(jù)廣義相對論, 質(zhì)量會讓空間彎曲 3。 在這里可以

10、理解為質(zhì)量拉伸了弦長, 拉長的弦像拉得細長的面條一樣, 使得弦球面發(fā)生變形, 在巨陣中弦球面也變得 細長, 空間彎曲 (或是空間密度改變 物體就會 “滑向” (其實是弱電磁效應(yīng)作用 質(zhì)量密集處。 這樣就產(chǎn)生了空間對于大質(zhì)量物體的相對運動, 而引力的產(chǎn)生實質(zhì) 上是物質(zhì)與空間的微弦圈發(fā)生的弱電磁效應(yīng)。根據(jù)廣義相對論 3,不同物體在第三者看來都各自的時鐘，大到超星系團，小到微弦圈。微弦圈的時鐘可以認為是 微弦圈振蕩頻率的計時器，微弦圈時鐘即基本空間的時鐘，其它事物的時鐘可以 用相對性原理加于處理，相對于大質(zhì)量物體，空間中的微弦圈的頻率發(fā)生了改， 并且發(fā)生了相對運動，在第三者看來，大質(zhì)量物體近處時間變

11、慢了。時間變慢可 理解為相對基本時空中的頻率差值變小。 3.2對黑洞與白洞的解釋 黑洞和白洞其實是同一物體的兩面性質(zhì)， 而其中的奇點可以認為超巨數(shù)量的 微弦圈密集于一個微弦圈的球徑內(nèi)。奇點不是0維，而是由超巨數(shù)理微弦圈振蕩 構(gòu)成的超弦球面。局部密集超大質(zhì)量物體，能將空間中的微弦圈拉長，根據(jù)微弦 圈的耦合疊加與分解消減機制， 當光子的弦長被拉伸長到與該物體的弦長時，在 相位同即共振的情況下， 便被吸收， 直到空間的微弦圈也于之發(fā)生共振而被吸收， 即空間被轉(zhuǎn)化成物質(zhì)。 這時三維空間中的弦球面在該處被接近無限拉長，三維空 間被極度扭曲，近似表現(xiàn)為各向同性成為0維，但是弦的相變?nèi)栽冢?“實弦球面” 可

12、理解為黑洞，而“空弦球面”可理解為白洞。所以黑洞與白洞是同一體的。 黑洞 “奇點”一但形成就會以白洞的形式在別一空間出現(xiàn)，并立即（只要 一個“弦”相變的時間）消失，這時所有的物質(zhì)轉(zhuǎn)化成空間。可以認為白洞的消 失就是所謂的宇宙大爆炸。 白洞讓物質(zhì)轉(zhuǎn)化為了時空，所以現(xiàn)在觀察到宇宙在膨 脹。我們是觀測不到白洞的，因為白洞是瞬間把物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化成廣袤時空。白 洞永遠在我們的遙遠時空外，我們觀測到的只能是白洞“暴脹”形成的宇宙大爆 炸背景，其實在我們看到背景后，白洞已在白洞的時間里消失，白洞的未來，是 我們的過去。 有多少個黑洞生成， 就會有多少個白洞出現(xiàn)并立即消失，因為時空的框架支 6 撐不了這種一體

13、二維（實奇點面與空奇點面）的“奇點面” ，故只能將其轉(zhuǎn)化在 另一時空處，并以時空的形式“噴發(fā)”出來。 真正黑洞的形成永遠在我們觀測到即將形成黑洞表面的下一刻， 也是說應(yīng)該 在我們未來的某個時間中被觀測到，但我們也是觀觀測不到的，原因是它不發(fā)射 任何東西。 所謂的霍金提出黑洞蒸發(fā)實際上不是黑洞這一奇點發(fā)射的輻射，而是 黑洞在形成過程中， 局部超大質(zhì)量物體將各種物質(zhì)的弦長壓縮變短，故各級的粒 子與及各級的弦發(fā)生了強烈的耦合與疊加并伴有一定的分解與消減， 因此可級弦 在相互碰撞中產(chǎn)生了射線輻射， 而這在局部超大質(zhì)量物體近處的時間相對于我們 來時間變慢了， 故在我們看來這種輻射能在相當長的時間內(nèi)被我們

14、所觀測到，但 真正的黑洞一但形成， 就不斷吞吃空間將其轉(zhuǎn)化為自身的物質(zhì)，直到所有由物質(zhì) 轉(zhuǎn)化而來的巨多微弦圈疊加在一個超弦球面內(nèi)共振，就會引起時空“空洞” ，故 不在我們的時空中，立即消失以白洞的形式出現(xiàn)在其它時空中，并瞬間將所 有密集的微弦圈集合轉(zhuǎn)化成大量空間。這時黑洞在我們這個時空中消失后，我們 要在相當長的時間后發(fā)現(xiàn)時空突然恢復(fù)正常。 3.3對宇宙大爆炸與宇宙正在加速膨脹的解釋 我們觀察到的宇宙大爆炸并不是我們整個宇宙的起源， 而是在相對于我們距 離約140億光年外，相對于我們時間約140億年前位置發(fā)生的一個（或是多個）白 洞暴脹空間的事件（或事件集合） 。宇宙大爆炸產(chǎn)生的空間暴脹速度可

15、以被認為 是超光速的， 原因在于大爆炸本身在瞬間生產(chǎn)了廣袤時空。可以這么比喻便以理 解：我們可設(shè)將三維空間變?yōu)槎S的一超大塊布，將一束光想象成一條小蟲子， 設(shè)蟲在布上的爬行速度為該束光的速度， 然后白洞的出現(xiàn)喻為某人在布上開了個 小口，并迅速（其實是瞬時的）在該口上縫上了一超大塊布，這樣產(chǎn)生布的速度 7 顯然是極大超過了小蟲的爬行速度了。由此可見宇宙大爆炸并不是宇宙的起源， 而是宇宙中局部的時空產(chǎn)生?？上胂笤谶@塊超大的布上，不斷有黑洞產(chǎn)生，不斷 有白洞噴發(fā)， 而我們到到的宇宙背景輻射其實是宇宙各局部爆炸產(chǎn)生的局部背景 輻射的集合。 從多的大爆炸產(chǎn)生了現(xiàn)在我們觀測到的宇宙大爆炸背景，但空間已 不

16、斷生成，我們無法感知空間本身的變化，但能觀測到空間中的事物被遠離了， 因此我觀測到的宇宙在加速膨脹也在情理之中了。 3.4暗物質(zhì)和暗能量也許就是時空的存在 如果把空間的物質(zhì)和能量算進去，也許暗物質(zhì)和暗能量將是不必要的，因為 本文的模型已能描述目前宇宙學的相關(guān)問題，要做的只是相關(guān)的計算與證明。也 許愛因斯坦的宇宙項，就是時空本質(zhì)存在相關(guān)系數(shù)。 4 結(jié) 論 人們認識物質(zhì)總是從已經(jīng)可觀測的角度入手，但也因為是如此，物理學在往 宏觀方向上與往微觀方向發(fā)展過程中，總是存在著既相關(guān)又矛盾的情況。弦理論 的思想雖是從極微觀角度入手， 但也只是定義在了物質(zhì)微觀層面上，忘記了時空 本質(zhì)存在的事實， 故也不是從極

17、微觀的角度入手研究的，因此弦理論在發(fā)展過程 中遇到了宇宙描述維度不斷增多又得不斷將本質(zhì)一致的維度相整合的尷尬。 本文是從包括時空本質(zhì)在內(nèi)的極微觀角度思考， 既然宇宙中所有的事物都與 時空相關(guān)聯(lián)， 那就可以試著把所有物質(zhì)和能量與時空看成是同源同質(zhì)的，因此定 義了時空也是由微弦圈構(gòu)成。 宇宙間的所有物質(zhì)能量包括空間時間都可以描述為 微弦圈的不同集合表現(xiàn)。 宇宙間的所有事物包括時空本質(zhì)都是一種電磁關(guān)系。 8 基于本文角度思考的研究是有必要的。 說明：因語言表達有限，本文描述還需修證與補充；上述模型需立體化轉(zhuǎn)化改良；超極 強度極細激光對"撞"或許能說明一點有關(guān)上述的時空與物質(zhì)與能量的關(guān)系， 但目前 實驗手段做不到。 （原作者保留版權(quán) QQ: