空间时间本质属性假设与宇宙的模型描述.doc

时间空间本质属性假设及对宇宙的模型描述吴克利摘 要所有的物理研究都指向物质、空间和时间之间存在着深刻的联系，因此有理由认为它们是同源同质的。本文认为宇宙间的所有事物包括时空的本质都是一种电磁关系。三维空间是由“微弦圈”规则振荡形成的微弦圈振荡波，而时间是波振频率相隔的度量。以此建构的模型能很好描述黑洞、白洞、宇宙大爆炸、宇宙膨胀等困难问题。根据模型推断，我们观察到的宇宙大爆炸并非整个宇宙的起源，而是宇宙局部多时空的白洞“喷发”制造时空时留下的背景辐射。所有粒子都由构成时空的最小单元“微弦圈”耦合叠加而成，黑洞将空间的基本单位微弦圈拉伸并吸收转化为物质；白洞是黑洞的另一时空的表述，它将物质转化为时空。人们所推测的暗物质和暗能量也许就是时空存在本身。关键词：时空，本质，宇宙，黑洞PACS：98.80.Cq，11.25.w，04.40.Nr，12.10.g1 引 言物理学所有理论都是基于空间时间概念背景下发展而来的，但对空间和时间却没有本质性的概念描述。广义相对论的出现，让人们对时空的认识发生了根本性飞跃，认识到物质、空间和时间之间存在着深刻的联系1。基于这种思想，并在弦理论的启发下，本文认为空间是由“微弦圈”（有别弦理论的“超弦”）规则振荡形式的一种波的物质存在，而时间是波频率相隔的度量。以此构建的宇宙模型将能很好描述和解释当前宇宙学中包括黑洞、白洞、宇宙大爆炸等诸多困难问题。特别要说明的是本文提出的“微弦圈”，是极大有别于弦理论中定义的弦的。弦理论认为的弦是一维的，各种不同的粒子是一维的弦在空间不同振动模式，而本文描述的“微弦圈”是空间的基本单位，并且是三维的振动模式（因其振荡形成球面形成二维，振荡频率间隔即存在时间是一维的，详见如下模型描述）。2 模型描述2.1空间时间本质属性三维空间可以认为是由“微弦圈”规则振荡形成的微弦圈振荡波（可以认是能量极低的电磁波，电磁波中的波粒子是由相当数量的微弦圈叠加而成的），而时间是波频率相隔的度量。禹业茂的空间概念的探讨指出物质与空间, 存在质空转换关系函数，并得出了转换公式和转换系数2，这也进一步说明空间和物质存在统一性，都可以归入电磁转换效应中。2.2“微弦圈”模型与时空基本单位值“微弦圈”就像是一个极小橡皮圈，可以绕其圆心以极高频率作不确定旋转（任意单位角度振荡），产生不同相位。可以用一个圈“”表，因不确定旋转，所以在某一时刻或不同角度下其相位是不同的（如：“”、“”、“”、“”等）。相位为“”表示“实弦”，“”表示“空弦”（用于表示同样角度下弦的不同状态属性），因此“微弦圈”在极高频率振荡过程，表现出了不同的状态属性变换，如类似于电磁的转换。因“微弦圈”旋转会形成一个概率球面，即所有的“实弦”相位的集合为一个球面，可以称为“实弦球面”，“空弦”的集合为一个“空弦球面”。因此“微弦圈”在振荡下是二维的球面。弦球面的直径为空间长度最小单位长度；微弦圈的相变所需的时间间隔就是时间的最小单位值。“超弦球面”点阵构成空间，物质由“微弦圈”耦合而成，能量与“微弦圈”数量和频率相关。2.3空间时间模型“微弦圈”构成三维空间模型如下图1，“微弦圈”振荡频率时间隔即为一维时间，如图2。 图1 图2“”表示“实弦”，“”表示“空弦”，“”不能表示没有，只能表示变为了另一角度的“”，是同一物质的不同表现，也可描述为相位不同。“微弦圈”旋转会形成一个球面，即所有的实弦相位集合为一个 “实弦球面”，弦空的集合为一个“空弦球面”。每个球面不是真正的球面，而是一种概率球面，空间中的基本时间就是空间各线性上弦变的振荡频率时间。弦球面是中空的，那是真正的“无”，它和弦圈的真正“有”相互存在的。如果把弦球面看成一个二维的话，加上空间三维，时间一维，那么一个均匀时空中(没有其它物质和能量的情况下)应该是六维度的。可以想象这样的巨大的微弦圈构成的时空巨阵是壮观、和谐美丽而有节凑的。但这样的时空中无法产生由其它物质和能量构成的其它万象及万象的相互转化，故应该还存在另一维度的弦强度变量，即微弦圈的耦合叠加与分解消减机制。2.4微弦圈的耦合叠加与分解消减机制任意微弦圈状态可以定义为：f(x，y，z，P0，t) ；x、y、z为三维坐标，为弦球径（弦波长相关），为相角转动，P0为弦动量（也可认为是弦强度），t为时间。中微子、夸克、光子、电子、质子、中子等现在所有观察到的各种粒子都可以认为是微弦圈耦合叠加的特定集合组成，如某一粒子可以表示为n（f1，f2 ，f3，f4 ，fn），该粒子表现出集合微弦圈集合振荡属性，则粒子属性可表示为f（n）(xx，y+y，z+z，+，+，nP0，nkt),n为自然数，k为频率变化系数。不同数量的微弦圈耦合或叠加成为各级的较大弦乃至各种粒子。要指出的是，耦合叠加与分解消减机制，遵循动量守恒，可认为类似碰撞。在相同位置，一定大小范围内、相同弦位范围，在相角转动同向时表现为叠加，如图3,图3在相同位置，一定大小范围内、相同弦位范围内，在相角转动反向时表现为分解，如图4,图4在相同位置，不同大小范围内、相同弦位范围内，在相角转动相协调时表现为耦合，如图5,图5在不同位置，只要弦圈臂有相互作用，即有相互影响。并且各级弦的耦合叠加与分解消减机制与弦的直径，相角转动相关联，各级弦的强度与微弦圈数量相关联。每一级弦都在“质心”作高速振荡旋转，所以耦合后的各级弦或各种粒子，在表现上是多维面构成，不同粒子共振时能量叠加也能发生耦合。设“微弦圈”的动量为P0，一个光子P，假定一个光子是由n个“微弦圈”叠加而成的，根据动理守恒，则满足光子的动量Pn P0模型依据的基本观点：1、时间即频率“集合”，只是描述的层面不一；2、时间与空间是一体的，时空有基本单位，即以下描述的“超弦子”；3、时空与物质及能量能相互转化。3 对宇宙学中的问题理解与描述3.1质量对时空影响的描述根据广义相对论，质量会让空间弯曲3。在这里可以理解为质量拉伸了弦长，拉长的弦像拉得细长的面条一样，使得弦球面发生变形，在巨阵中弦球面也变得细长，空间弯曲(或是空间密度改变)物体就会“滑向”（其实是弱电磁效应作用）质量密集处。这样就产生了空间对于大质量物体的相对运动，而引力的产生实质上是物质与空间的微弦圈发生的弱电磁效应。根据广义相对论3，不同物体在第三者看来都各自的时钟，大到超星系团，小到微弦圈。微弦圈的时钟可以认为是微弦圈振荡频率的计时器，微弦圈时钟即基本空间的时钟，其它事物的时钟可以用相对性原理加于处理，相对于大质量物体，空间中的微弦圈的频率发生了改，并且发生了相对运动，在第三者看来，大质量物体近处时间变慢了。时间变慢可理解为相对基本时空中的频率差值变小。3.2对黑洞与白洞的解释黑洞和白洞其实是同一物体的两面性质，而其中的奇点可以认为超巨数量的微弦圈密集于一个微弦圈的球径内。奇点不是0维，而是由超巨数理微弦圈振荡构成的超弦球面。局部密集超大质量物体，能将空间中的微弦圈拉长，根据微弦圈的耦合叠加与分解消减机制，当光子的弦长被拉伸长到与该物体的弦长时，在相位同即共振的情况下，便被吸收，直到空间的微弦圈也于之发生共振而被吸收，即空间被转化成物质。这时三维空间中的弦球面在该处被接近无限拉长，三维空间被极度扭曲，近似表现为各向同性成为0维，但是弦的相变仍在，“实弦球面”可理解为黑洞，而“空弦球面”可理解为白洞。所以黑洞与白洞是同一体的。黑洞 “奇点”一但形成就会以白洞的形式在别一空间出现，并立即（只要一个“弦”相变的时间）消失，这时所有的物质转化成空间。可以认为白洞的消失就是所谓的宇宙大爆炸。白洞让物质转化为了时空，所以现在观察到宇宙在膨胀。我们是观测不到白洞的，因为白洞是瞬间把物质和能量转化成广袤时空。白洞永远在我们的遥远时空外，我们观测到的只能是白洞“暴胀”形成的宇宙大爆炸背景，其实在我们看到背景后，白洞已在白洞的时间里消失，白洞的未来，是我们的过去。有多少个黑洞生成，就会有多少个白洞出现并立即消失，因为时空的框架支撑不了这种一体二维（实奇点面与空奇点面）的“奇点面”，故只能将其转化在另一时空处，并以时空的形式“喷发”出来。真正黑洞的形成永远在我们观测到即将形成黑洞表面的下一刻，也是说应该在我们未来的某个时间中被观测到，但我们也是观观测不到的，原因是它不发射任何东西。所谓的霍金提出黑洞蒸发实际上不是黑洞这一奇点发射的辐射，而是黑洞在形成过程中，局部超大质量物体将各种物质的弦长压缩变短，故各级的粒子与及各级的弦发生了强烈的耦合与叠加并伴有一定的分解与消减，因此可级弦在相互碰撞中产生了射线辐射，而这在局部超大质量物体近处的时间相对于我们来时间变慢了，故在我们看来这种辐射能在相当长的时间内被我们所观测到，但真正的黑洞一但形成，就不断吞吃空间将其转化为自身的物质，直到所有由物质转化而来的巨多微弦圈叠加在一个超弦球面内共振，就会引起时空“空洞”，故不在我们的时空中，立即消失以白洞的形式出现在其它时空中，并瞬间将所有密集的微弦圈集合转化成大量空间。这时黑洞在我们这个时空中消失后，我们要在相当长的时间后发现时空突然恢复正常。3.3对宇宙大爆炸与宇宙正在加速膨胀的解释我们观察到的宇宙大爆炸并不是我们整个宇宙的起源，而是在相对于我们距离约140亿光年外，相对于我们时间约140亿年前位置发生的一个（或是多个）白洞暴胀空间的事件（或事件集合）。宇宙大爆炸产生的空间暴胀速度可以被认为是超光速的，原因在于大爆炸本身在瞬间生产了广袤时空。可以这么比喻便以理解：我们可设将三维空间变为二维的一超大块布，将一束光想象成一条小虫子，设虫在布上的爬行速度为该束光的速度，然后白洞的出现喻为某人在布上开了个小口，并迅速（其实是瞬时的）在该口上缝上了一超大块布，这样产生布的速度显然是极大超过了小虫的爬行速度了。由此可见宇宙大爆炸并不是宇宙的起源，而是宇宙中局部的时空产生。可想象在这块超大的布上，不断有黑洞产生，不断有白洞喷发，而我们到到的宇宙背景辐射其实是宇宙各局部爆炸产生的局部背景辐射的集合。从多的大爆炸产生了现在我们观测到的宇宙大爆炸背景，但空间已不断生成，我们无法感知空间本身的变化，但能观测到空间中的事物被远离了，因此我观测到的宇宙在加速膨胀也在情理之中了。3.4暗物质和暗能量也许就是时空的存在如果把空间的物质和能量算进去，也许暗物质和暗能量将是不必要的，因为本文的模型已能描述目前宇宙学的相关问题，要做的只是相关的计算与证明。也许爱因斯坦的宇宙项，就是时空本质存在相关系数。4 结论 人们认识物质总是从已经可观测的角度入手，但也因为是如此，物理学在往宏观方向上与往微观方向发展过程中，总是存在着既相关又矛盾的情况。弦理论的思想虽是从极微观角度入手，但也只是定义在了物质微观层面上，忘记了时空本质存在的事实，故也不是从极微观的角度入手研究的，因此弦理论在发展过程中遇到了宇宙描述维度不断增多又得不断将本质一致的维度相整合的尴尬。本文是从包括时空本质在内的极微观角度思考，既然宇宙中所有的事物都与时空相关联，那就可以试着把所有物质和能量与时空看成是同源同质的，因此定义了时空也是由微弦圈构成。宇宙间的所有物质能量包括空间时间都可以描述为微弦圈的不同集合表现。宇宙间的所有事物包括时空本质都是一种电磁关系。基于本文角度思考的研究是有必要的。说明：因语言表达有限，本文描述还需修证与补充；上述模型需立体化转化改良；超极强度极细激光对撞或许能说明一点有关上述的时空与物质与能量的关系，但目前实验手段做不到。/172499953/blog/1413285302（原作者保留版权QQ:172499953）参考文