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2024.8.8
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可以用一个简单的式子概括宇宙原速原理:
∑vi= c 其中i=1,2,...,T.
这里c为光速,亦即宇宙原速,vi为运动物体的任一自然速度项,即有v1 + v2 + ... + vT等于宇宙原速。
由此可知,地球的冬夏温差不能完全用阳光入射角度来解析,由于地球近日点相比远日点离太阳近了500万千米,而地球的周长才区区4万千米。据相关的科学家统计,地球在近日点时太阳辐射量较远日点时多出7%,但却与常理相反,地球运行到远日点时的平均温度要比近日点高出4华氏度(2.3摄氏度)左右。原因也归结为宇宙原速效应:根据开普勒行星运动第二定律,地球近日点的公转速度要比远日点快很多,从而形成地球近日点内能减小,远日点内能增大的现象——地轴与黄道面形成倾角固然是导致地球四季变化的因素,但不是唯一因素,其中还有宏观速度与内能因素。由此而联想到地球的远古之所以出现冰河期,肯定也与当时地球自转与公转的速度有关。
Ⅲ 时空的形状与宇宙边界
自从有历史记载以来,尚未有人对时间和空间的形状作出过确切描述。中国古代政治家管仲和哲学家庄子只认为宇宙“大之无外,小之无内”(《管子·乘马》),“至大无外,至小无内”(《庄子·天下》)——假如把宇宙理解为空间的话,这是一种较为模糊的认识;而古希腊柏拉图(Plato)则把空间理解为场所(《蒂迈欧》);亚里士多德(Aristotle)把空间称为“地位”(《物理学》);法国的笛卡尔(R·Descartes)则认为空间是未感知物质(以太);德国的康德(I·Kant)认为空间为人类理性的直观知觉。但这些人都没有论及其形状,更没有说明时间与空间关系的问题。
要深入解读时空真相,就不能忽视球面与半径关系。事实上,自然界任何膨胀球面均受控于其半径的不连续性,这里隐含着宇宙运动的深层秘密。
1、宇宙的形状
这样一个让人感觉无穷困惑的问题,只要让我们到宇宙的边界去看一看,就会变得简单多了。你切不可认为这是痴人在说梦。在人们的想象中,宇宙空间好像是无限大,永远也找不到边一样,但实际上我们就处在宇宙的边界上,它的边界就在我们的眼前。缘何这样说呢?只要你稍为留意一下便会发现:转眼逝去的事物永远不会重现,比如说你刚才吃饭的样子;早上你朋友的音容笑貌;历史上的事件如1909年3月8日美国芝加哥女工罢工游行的场景也不可能再度上演。反之,明天乃至下一瞬时的事物也绝不可能提前到来,哈勃太空望远镜可以探测到远达数十亿光年的星系,可是无论如何也探测不到明天的自然界,甚至连它自身稍后的样子也不可能探测到。这说明了一个看似平常而又无可颠覆的真理:前一瞬间和后一瞬间都不是现实的宇宙,而是已经逝去的历史事物或者尚未到来的非现实空间。我们的宇宙只不过是与我们活动同步随着时间展露的可观测空间。换言之,任一瞬时展露的自然界就是全宇宙的体现,当然也是宇宙的边界。
既然我们就生活在宇宙的边界上,那么,边界之外又是什么呢?
所谓宇宙边界之外,无非是人们想象中的宇宙背景,也就是人们普遍认为的那个宇宙之外无限大的寂静空间。可是,宇宙是在不停地运动中的,倘若“宇宙之外的那个无限大的寂静空间”是绝对静止的,根据共存同速原理,运动的空间与静止的空间由于速度不同不可能靠在一起,因此它绝不可能与宇宙靠在一起,也就是说宇宙边界之外不可能有它存在。同样道理,如果它是一个运动的空间,只要它的速度与宇宙不一样,也不可能相互靠在一起,因而也不可能有它存在。第三种情况,假设它的运动速度和宇宙运动速度相同,那么它就与宇宙靠在一起了,那就是宇宙本身而非宇宙之外。实际上所谓“宇宙边界之外”就是我们日常生活中的前一瞬间和后一瞬间,你能看到什么吗?
因此,宇宙边界没有“以外”,更不存在 “以外”任何绝对空间。
那么,这个与我们生活同步的随时间展露的空间,它的形状究竟是什么样的呢?我们注意到,上面提到的1909年3月8日游行事件,它的情景与空间是捆绑在一起的。就是说美国芝加哥女工罢工游行刚好出现在1909年3月8日,而相同的事件不可能出现在其它时间;反之,1909年3月8日刚好美国芝加哥女工罢工游行,而不是她们同时又在上班或者做其它事情。又比如:刚好在2009年7月22日这个时间中国出现日全食而不是别的时间;同样,中国在2009年7月22日刚好出现日全食,而与此同时在中国不可能没有这种天文现象。情景代表空间的变化,这种变化是与时间同步的,任何瞬时都隐含着空间信息,而最新的空间信息便是最新的时间。上面的例子说明任何时间所对应的空间都是唯一的;任何空间所对应的时间也是唯一的。时空是一“体”的两个方面:空间代表其范围;时间代表空间更新。这个“体”便是宇宙。
所以,空间和时间的形状,就是宇宙的形状。
在日常生活中你不难发现:一些建筑工地上凹凸不平的河沟堆垒不久就化为平地;一座任何形状的山丘也可以推平分开;一块硬度为10的金刚石可以随意切割打磨;一根木头可以捣成浆液制成纸张;一座楼房说不定什么时候就土崩瓦解……自然界的任何物体都可以改变。说明宇宙的任何物体的形状都不是其原形,也就是说我们平时一眼望去凹凸不平的大自然,所显露出来的各种空间形状全都是虚的。
那么,什么才是它们的真实形状呢?只要换一个角度去观察,它们就会原形毕露。比如你眼前的一片松树林,是500年前飞来的一颗松籽在此地落地生根所形成的。此刻你看到的便是这片松树林这个空间最新的变化端点,也就是它们最新的时间点。至为关键的是,这些所有的最新时间点离它们原始种子的历史都是500年。又比如:现在的灵长类动物包括人类、猴、猿、猩猩等11科约51属180种,都由同一祖先“猿猴祖”进化而来。同样,假如追溯到形成这些族群始祖的那个“猿猴祖”,它们进化的时间也是相等的。上面的例子形象地说,就是由原来的一个时间点,辐射出n个时间端点。问题在于:那是n个端点,而非一个端点。 n个辐射线长度相等的端点集合在一起所形成的端面只能是个球冠面,如图1所示:
如果是平面的话,只能其中的一个端点到达这个平面,其余端点的辐射线就会断裂开来。这和现实不符,现实中这片松树林和这些灵长类动物目前都同时存在,没有出现种群延续断裂的情况。说明它们所代表的时间的形状是球冠面而非平面。松树林和灵长类动物是物体的一个种类,它们和自然界的其它物体没有本质的区别。所以,对于宇宙,如果将时间追溯到它的初始那一刻,我们眼前的自然界万物就是它变化的最新球冠面,所代表的时间端点,也就是由宇宙初始辐射出来的万物端点,其演变的时间长度都是相等的,显然,它的时间形状是个球面。正是这个原因,自然界的任何两质点所代表的时间不会同处一个平面上,反映在我们人类的行为上,就形成了在某一瞬间我们只能关注一点而不能顾及其余的现象,于是平时只能用焦点扫描的方式随时间去观察和思考问题。
时间的形状是球面,时空一体,空间的形状无疑也是球面。因此自然界的任何两质点也不可能同处一个平面上。要体验这种情况也不难,只须拿两个石子在一起用力捏,你无论如何也不能将它们捏成同样质量大小的一块,当然,你也不可能将一个石子分成同样质量大小的两块。因为将球面上的两个质点拼为一个或者将一个质点分成两个的话,就会在球面上产生一个坑或者形成一个裂缝,它就不是球面了。如果空间的形状是平面,那么,它所有质点的地位都是相等的。就是说你把平面上两个质点变为一个质点或者将一个质点分成两个或多个质点,结果仍然是平面,与原先的情形并不矛盾。所以,我们平时看到似乎凹凸不平的大自然,其原形是球面。星球以外浩瀚的太空其实也是球面,它是由物体不断释出的宇宙粒子构成的膨胀球面。整个球面和表示其变化更新的时间球面结合在一起,组成了我们生活中随时间展露的时空球面。它就是宇宙,所以也称之为宇宙球面。
正由于宇宙的形状是球面,才导致时空的唯一性。唯一性是时空非常重要的性质:多个情景不可能同时出现在同一个地方,比如多人的音容笑貌绝不可能同时出现在一个人的脸上;而一个情景也不可能同时出现在不同的地方,比如一个人的音容笑貌不可能同时出现在别人的脸上。由此可得出这样的结论:宇宙不可能同时存在两个地球或者两个太阳,地球上也不可能存在两张相同的面孔甚至两块一样的石子。