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开辟物理学研究新天地

已有 327 次阅读 2024-6-18 19:45 |个人分类:科普|系统分类:观点评述


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        在牛顿力学中,时空是独立于动力学的。在爱因斯坦广义相对论引力场方程中,方程右边的项告诉我们时空怎么由于物质的存在而改变(重新安排),而左边的项告诉我们物质如何移动,因而这是一个自洽的方程,但是它比我们熟悉的牛顿动力学方程要复杂得多。广义相对论通常被称为几何相对论,究其原因在于引力质量等于惯性质量,不同质量物体在同一引力场中下落的加速度相同。其实狭义相对论也是一个几何理论,它将不同速度的移动解释为时空的旋转,类似于我们将朝不同方向看解释为空间的旋转。

       从古希腊亚里士多德和中国春秋时期墨子等一大批先哲冥思苦想时间与空间及宇宙本原是什么,到牛顿、爱因斯坦和霍金等许多著名科学家一生致力于时间、空间和物质运动规律的探索,时间来源和空间本质问题一直困扰着整个人类。

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        广义相对论不仅解决了牛顿引力理论中困扰物理学家的包括超距作用等问题,提出符合自然规律的理论框架,得到与天文观测一致的计算结果,更重要的是在观念(对时空的理解)上的彻底革命。时空不再是孤立存在,而是和物质(场)一起变化的框架。物质存在导致时空弯曲形成引力场,这种数学化和几何化描述尚需进一步给出时空物理化和物质化的基础,才好深入研究下去和具有与其它理论广泛联系的物理抓手。把广义相对论应用于宇宙学,目前面临着暗物质和暗能量现象的极大困难。以广义相对论为基础的大爆炸宇宙学说又开始面临着韦伯望远镜目前观测发现最遥远宇宙空间依然有着成熟星系的窘境。

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       如果说宇宙过去曾有过高密度和高温度状态尚可理解,但如果说宇宙大爆炸和暴胀而且之前连时空都没有那就难以理解了。可以说,宇宙大爆炸和暴胀只是对目前观测的一种现象学的而且很牵强的一种人为解释,其中暴胀概念的提出是为了弥补宇宙大爆炸带来的诸多疑难问题,没有任何因果理由,并且暴胀概念也带来更大的疑难问题,宇宙当初为何发生难以想象的极度暴胀?暴胀由何原因又降下来?为了解释一种解释而带来需要更多的解释,说明这些解释都是很牵强的,真正需要的是继续寻求发现更好的更自然的解释。宇宙大爆炸和暴胀有什么限制条件没有?如果给不出限制条件,那么从逻辑推理,有一次大爆炸和暴胀,就会有N次和无数次,甚至时时处处都正在发生或可能发生,这是不是说每个人身边时时都在发生或可能发生比原子弹爆炸威力更猛更剧烈的来历不明的奇点促发的大爆炸和暴胀?宇宙大爆炸和暴胀的功绩在于它们把一些观察现象进行了初期整理,但科学发展到现在让人意识到,凡是不符合能量守恒的和凡是没有因果性的认识,在实在科学领域都应首先引起高度怀疑。

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~牛顿认为“自然界喜欢简单和统一。虚假的事物可以随意想象,唯有真实的事物才能被理解。”黑格尔说:“思想越混乱,显得越深奥;主要的是,正好是把那最根本、然而最困难的一点——即用明确的概念的表达——省略掉了。”这倒是应了中国的一句老话:"真传一句话,假传万卷书。"

        科学研究首先要辨别什么是假问题和什么是真问题。现在的确还面临着很难的问题:由广义相对论提出并经天文观测确定的宇宙学常数竟比量子理论计算值小120个数量级!广义相对论与量子力学之间一百年来还是难以融洽起来!

        量子力学深入研究微观粒子的行为,应该是一个更为基本的理论。在这个领域,电子和光子等所有物质粒子既具有粒子的特性,又具有波的特性,这一概念被称为波粒二象性。频率波理论可以增强我们的理解,因为它假设这些双重特性源自粒子本身的固有频率和振动。但这种振荡亦需给出原因。

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       根据我们研究探讨粒子波动演生时空物理学,物质粒子本身这种内在周期性因素与其空间本底量子辐射相生相伴,据此提出物质粒子辐射空间本底量子新概念及质量时变关系,并给出坚实的理论基础和思想逻辑链条以及观测证据。由此可以揭示物质粒子波动性的物理机制,给出时间之矢的物质根基和空间本底的量子构成,系统地推导出主要由实验观测总结提升而来的分别处于微观、宏观和宇观核心地位的一些基本物理公式:爱因斯坦——德布罗意关系、薛定谔方程、牛顿第二定律、牛顿万有引力定律与哈勃定律。

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       推导出符合狭义相对论的洛伦兹变换和符合广义相对论的时空变换;还推得并进一步阐释了爱因斯坦质能关系、康普顿波长、普朗克长度、光速是物质粒子运动速度的极限、惯性质量即是引力质量、哈勃常数与普朗克常数和光速及引力常数的关系。推得宇宙膨胀尺度随时间的变化关系、星系退移速度和星系光谱线红移量随时间的变化关系、星系⾃转周期和天体公转周期与⾃转周期随时间的变化关系。给出了与天文观测相符的宇宙学常数(空间本底量子分布的能量密度)以及符合观测限定的引力子质量和哈勃宇宙质量;推得哈勃宇宙整体膨胀加速度与空间本底附加引力场强度和先锋号宇宙飞船异常加速度相等。给出了哈勃常数、普朗克常数、光速、精细结构常数和宇宙学常数与黑洞新的物理含义。从而把基本物理定律联系与统一起来,把经典力学、量子力学、狭义和广义相对论以及宇宙膨胀学说密切联系起来,系统地解决一系列重大的基本的物理学疑难问题。自然地解决了物质粒子波动性物理机制问题、时空本质问题、惯性起源和引力机制问题,自然地得出宇宙以临界速度各向同性地膨胀及加速膨胀,根本无需引入宇宙学原理、宇宙初始大爆炸和暴胀概念,也无需额外引入暗能量(宇宙学常数)和暗物质概念。既不存在奇点疑难、视界疑难、平直性疑难、磁单极子疑难,也不存在宇宙精细调节问题、宇宙巧合性问题,是否存在暴胀场问题、宇宙膨胀论有可能坠入地心说问题。所作出的50项预测目前已有了一部分高度相符的观测证据,包括1996年预测宇宙在加速膨胀、预测最遥远星空亦有大量成熟星系和超大质量黑洞。由此试图提供一种新的视角和途径,开辟物理学研究新天地,尝试为探索基本物理定律统一、相关物理理论统一和创建量子引力以及演化物理学奠定基础。 

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                日月同辉   时空同醉   山海清风   年年岁岁



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