• 通俗理解时空效应,感受质量、空间与时间的关系_番外篇


    通俗理解时空效应,感受质量、空间与时间的关系

    治国评天下

    18-09-0712:27

    质量、空间与时间

    广义相对论深刻的揭示了质量、空间、时间三者的关系,广义相对论理解起来似乎太难,理解起来很不方便,因此,我们似乎可以通俗化的理解三者的关系。

    任何物质(质量)都可以在其本身和周围空间甚至整个宇宙产生时空效应,就是任何物质都可以在其本身和周围甚至整个宇宙产生时间和空间,或者说产生时间或空间的影响,都是一个意思。当然,毫无疑问,任何物质对周围时空产生的影响与距离有关,距离越远产生的影响就越小,同理,自然是对其本身产生的时空影响最大。

    大质量天体有明显的时空效应,小质量天体也有时空效应,这是自然而然的结论。哪怕你我这样的质量级别,哪怕是一个原子或中子,照样有时空效应。

    因此,容易理解,质量产生的时空效应与距离有关,还与质量大小有关。

    时间是质量产生的,多少质量就产生多少时间,距离越远,产生的时间就越少。天体质量越大,在其附近产生的时间就越多,或者说时间就越稠密,因此,你的时间就越慢。估计,质量与其产生的时间的关系是;与质量成正比,与距离的平方成反比。这与广义相对论的时间延迟效应有差异,广义相对论的时间延迟效应公式很有可能就是一种近似值公式,原因是空间的时间贡献不仅附近的质量(天体)有贡献,远处的质量也有贡献,整个宇宙的质量都有贡献。因此,小质量天体在其附近产生的时间效应不大,与整个宇宙物质在其附近产生的时间相比,微不足道。而大质量天体可以在附近产生很大的时间效应,相对整个宇宙的质量在大质量天体附近产生的时间效应就明显了。最终,产生了广义相对论的时间延迟效应的(近似)公式。

    时间与空间的本质应该是一样的,物质在其附近会产生空间效应或产生空间。与时间效应遵守同样的规律,即与质量成正比,与距离的平方成反比。广义相对论的时空效应公式此时依然是近似公式,大质量天体才可以在其附近产生相对整个宇宙物质在大质量天体附近产生的空间或空间效应较明显一些。

    时空效应其实就是时间效应或空间效应,二者是等效的,并不累加。质量在其附近产生的空间效应,可以表现为时间效应,是产生的空间效应导致了时间效应的表现。一份物质在附近某距离处产生一份空间,十份物质就可以同距离处产生十份空间,此时这个地方的空间多了,空间拥挤到一起了,每个空间所占用的空间缩小了。而一份空间对应一份时间,光子传播的时间只与这份空间有关,空间越稠密,光子传播同样距离需要经过的空间份数就越多,耗费的时间就越多,在我们看来,就是时间变慢了。其实是空间变得稠密了,因此,时间变慢的本质是空间变得稠密了。大质量天体都是让周围空间变得稠密了,才让周围显得时间变慢了。因此,质量的时空效应本质是空间效应,而这种空间效应进而带来我们感觉的时间效应。

    我们的时间速度取决于光速,光速本质上决定了我们所感知的时间的运行速度,而决定光速的是空间份数,光子在单位时间内会前进固定的空间份数,即光子跨越的空间份数是恒定的,但是空间容纳的空间份数取决于周围物质分布情况,也就是容纳的空间份数的数量是不确定的,因此,光速在不同空间速度是不一样的。

    在远离地球的太空中,也就是所谓的真空条件下的光速是整个宇宙以及银河系或太阳系对这个空间的时空效应贡献。在远离太阳系的或恒星系的太空中,太阳系或恒星系的引力时空效应就小了,这里的光速应该会略大一点。在远离银河系的太空中,由于受到银河系引力时空效应小了,其空间份数会进一步稀疏,这里的光速会继续略大一点。在宇宙的边缘,宇宙的引力场效应应该较弱,此时光速应该很大。如果再远离宇宙一些,光速可能会接近极大值。我们想一想几乎是不可思议的,这超出了我们的想象力,因此,光速只存在于我们的宇宙中,如果有宇宙之外的地方,应该是没有光速的,因为光根本不会跑到哪里的,那里也没有光。光只在宇宙之内存在,光是物质产生的,只能存在于物质环境中。

    其实我们应该已经隐隐约约感觉到,光只能存在于引力场中,有引力场的地方才可能有光。引力场只能存在于宇宙之内,所有有引力场的空间,都属于宇宙的范畴,都在宇宙内。宇宙之外如果存在的话,是没有引力场的,自然也不属于我们的宇宙的一部分。

    所谓的一份份空间,其本质应该就是一份份的引力场。所谓的一份份的引力场,其实就是一个个的引力子。因此,引力子就是空间的单位,引力子与光子合作对应着恒定的固有时间。引力子应该还是最小的质量单位和最小的动量单位。因此,这一份份的空间,不仅是空间。还有质量和动量,以及固有时间。

    地球引力时空效应图

    不知道谁画的这张地球引力时空效应图就很好,要比我们常见的网兜型的时空效应图好。这个图也有一定的不足之处。表达距离地球越近,引力场越强,时空效应越强,不应该拉伸或弯曲线条,而应该增加线条,距离地球越近,线条越稠密,代表时空效应越明显。

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