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时空各维可变系多线矢量子数形矢算物理学(14)

已有 283 次阅读 2021-7-4 07:36 |个人分类:数理|系统分类:论文交流

时空各维可变系多线矢量子数形矢算物理学(14)

14.根据4维时空和3维空间,各量子,重要[1线矢]模长、[标量],的表达式,分析其时空运动的特性、规律

14.1.对于,4维时空量子各重要[1线矢]模长、[标量],的表达式

4维时空量子长度(或,位置、距离)[1线矢]:

r(4)[1]={ic0t[0基]+r(3)[(3)基]},其模长:

r(4)={-(c0t)^2+r(3)^2}^(1/2)有:

(r(3)/r(4))^2-(c0t/r(4))^2=1令:

r(3)/r(4)=z/a,c0t/r(4)=t/b,

c0真空或太空近似,的光速,

t光子在真空或太空,从发射点到观测点,经历的时间,

z是光子在真空或太空,从发射点到观测点的红移量,则:

(z/a)^2-(t/b)^ 2=1,是半长轴a、半短轴b,的双曲线。

4维时空量子动量[1线矢]:

p(4)[1]=m{ic0[0基]+v(3)[(3)基]},其模长:

p(4)=m{-(c0)^2+v(3)^2}^(1/2),有:

(v(3)/v(4))^2-(c0/v(4))^2=1,令:

v(3)/v(4)=x/a,c0/v(4)=t/b,

c0是真空或太空近似,的光速,

t是光子在真空或太空,从发射点到观测点,经历的时间,

x是光子在真空或太空,从发射点到观测点的动量改变比值,则:

(x/a)^2-(t/b)^2=1,是半长轴a、半短轴b,的双曲线。

本,博主,根据光子的能量与其频率成正比,动量与其速度成正比的特性,具体分析:宇宙间各星体发射或反射的光子,经近似真空的太空,到达地球附近的观测点,都可在3位有效数字内近似地,被视为在均匀真空中运行。

由于光子在真空或近似真空、均匀的,太空中,3维空间的运动速度,不变,其光频率,随,运行的时间t或距离s=c0t改变的规律应是始终一致的。

只要知道,星系发射光子的某个光频率红移量的数据,就能得到运动到观测系接收时,相应的时间差,t距离s=c0t的数据。

已知观测系接收到137(也有取3位有效数字近似值138)亿年前,即,t=137亿年时,某星系的,某个光频率已知的红移量数据,z=22而从该星系发射时,即,t=0时,当然是z=0

即已知:t=0时,z=0t0=137亿年时,z0=22

t(t=10亿年为单位,以13.71,从01)z(z=22为单位,以221,从01),对照相应各点作图,(粗估数据只能有3位有效数字)表明:

z(=1221)             0   .002   .072   .105   .169   .803   1

t(=10亿年,13.71 )0   .073   .730   .803   .876   .993   1

作,t~z图,表明:它确是双曲线的一支。

应有:(z0-z)(t0-t)=常数a,  选取如下3:

z(z=1为单位,221)        .0   .105   1

t(10亿年为单位,13.71).0   .803   1

按上式,定3个常数z0t0a,就解得:

z=-2.97x10^(-2)-3.05x10^(-2)/(t-1.03)

就得到观测系在相应任何时间差,t,星体的该光频率相应的红移量,z,的数值。

当t=1.03,z=+,-无穷大。

由于,红移量z=(红移后的波长L(或频率ν)-原发的波长L0(或频率ν0))/原发的波长L0(或频率ν0),若观测原发的波长为L0(或频率ν0)/n,则经历的时间也都=原有时间的1/n。如图a:

                                               image.png


图a

实际上,对于确定的波长L0(或频率ν0),时间每增加137亿年(即:图a, t,每+1),红移量,z,就都相等,当时间是整数的137亿年(即t=整数),红移量就都=22(见图a中, t=1、2、3、4)的曲线。

对于给定的波长,当观测点,红移量,z,愈大,则,该星体(即:z=0,处)距观测点,愈远;左右对称地,当观测点,蓝移量,z,愈大,则,该星体(即:z=0,处)距观测点,愈远。

红移,就是,频率或波长,从蓝到红的移动;蓝移,就是,从红到蓝的移动。

其实,各星系也并非静止不动,而一般也是,互相,或与相应的黑洞,2者绕质心作椭圆运动,3者绕质心作椭球运动,因而,相对地球的观测点,就有,如图b:第2象限,从趋于t轴,-0,到趋于z轴,+无穷大,双曲线的红移一支,和,第1象限,从趋于t轴,+0,到趋于z轴,+无穷大,双曲线的蓝移一支。

image.png


b

 

因为,人类的感色细胞,只能感觉,波长为380nm780nm的光。人眼只能看出,频率从高到低,或波长从短到长,的蓝、青、绿、黄、橙、红,看不出,蓝外或红外,光频率或波长的光。

红移和蓝移,2支,都只能看到,“蓝到红”或“红到蓝”的一段,看不到“红外”或“蓝外”的部分。

而蓝移的相应曲线与红移的曲是反对称的,(见图b1象限与第2象限)当2曲线都截断于距t=1,z=22,处,就形成所谓“类似酒瓶形状”。

注意:时空光子的这些特性和运动规律,都源自于,4维时空[1线矢]量子,跃迁于,其各不同的能级,而相应辐射出的,关键在于,4维时空[1线矢]量子,在其相互作用力的作用下,有不同的“能级”。

这正是3维空间量子,在引力的作用下,因不存在,不同的能级,没有在不同能级的跃迁,不可能发射任何“振动”或“辐射”,的“量子”,不可能有任何“集体表现”或“统计几率”,的“波”,的根本原因。

然而,3维空间的,静电力、静磁力、运动力、各种弹性力,却能产生各相应的,在介质中,传播的,光子、声子,热振动子、热辐射子,和各相应的,光波、声波,热振动子、热辐射波。

14.2.对于,3维空间量子各重要[1线矢]模长、[标量],的表达式

因而,类似地,有:

3维空间,静电,静磁,产生的,在均匀介质中,运动的光子、传送的光波,其光速,c=c0n,n是该均匀介质的光折射系数。

r(3)[1]={ict[1基]+r(3)(2)[(2)基]},

就有与时空光子同样的特性和运动规律,只是,没有,时轴分量,只是3维空间的1个分量与另2个分量的关系,光速是其所在介质中的。

3维空间,电中性量子,产生的,在均匀介质中,运动的声子,和相应传送的声波,其声速,v声=v声0n,n是该均匀介质的声折射系数,v声0是在标准状态空气中的声速。

r(3)[1]={iv声t[1基]+r(3)(2)[(2)基]},

就有与3维空间光子同样的特性和运动规律,只是把所在介质中光速和折射系数换成声的。

3维空间,电中性量子,产生的,在均匀介质中,运动的热振动子或热辐射子,和传送的的热振动波或热辐射波,其速度,v热振动或热辐射=v热振动或热辐射0n,n是该均匀介质的热振动或热辐射折射系数。

k(3)[1]={iv热振动t[1基]+s热振动(3)(2)[(2)基]},

h(3)[1]={iv热辐射t[1基]+s热辐射(3)(2)[(2)基]},

就也都有类似的特性和运动规律。

特别是,发声物体,发出的某声频率的,声子,在近似均匀、平静的介质中运动,经时间,t(或距离d=v*tv*是该介质中的声速),到达,听测,处,相应的,从高频向低频移动量,和从低频向高频移动量,z,的变化规律,也有与发光物体,发出的,某光频率的,光子,有类似的特性,只需把真空或近似真空的太空中的光速c0,换为该介质中的声速v,时间单位,由137亿年改为秒,即可。

因为,人耳,一般只能听出,频率从低到高,或波从长到短长,的朵、喏、弥、花、索、纳、希,听不出,希外,或,朵外,的声频率或波长。

人耳能听到声音的频率范围是20Hz,到20000Hz;能听到声音的强度范围,与听力的强、弱有关,在0.几个,db,到120db,太大,甚至,振破,耳膜,就更听不到了。

就有与3维空间的光子,类似的特性和运动规律。

而且,声子实际上,就是,3维空间电中性的,辐射子,它与相应的振动子,也类似于,热辐射子与热振动子的关系,因此,声子与相应振动子,随,温度的,频率或波长分布规律,也会有,黑体辐射,类似的规律。

特请注意:以上,光子和声子,在均匀介质运动,其频率随时间(波长随行程)变化规律,都只是它们自己按各自的速度,作匀速运动,即使,银河外星系,因距离远,视角小,看不见,蓝移,实际上,也是“红移”与“蓝移”交替进行的,它们各自的出发点和探测点,都不会像多普勒效应那样,从“进行”转变为,反向的“退行”,并一直退行下去。

而且,多普勒定律,只是在均匀介质中,发声体相对听测者运动,声频变化的规律,对于发光体相对观测者运动,光频的变化,就因,任何物体的速度与光速相比都完全可以忽略,而根本观测不出这种效应。

因而,决不能把2者相混淆,否则,就会造成严重错误!

(未完待续)




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