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宇宙邊界和時間的相對性-在線瀏覽

2025-07-03 03:16本頁面
  

【正文】 性),所以時間從奇點位置沿球面向四周擴展。本觀點認為時間是宇宙膨脹的根本動力,這是時間的特性,也是我們要轉(zhuǎn)變的固有觀念之一。需要說明的一點是,相對于宇宙開端而言,宇宙的年齡是絕對的,這是時間的絕對性。在這個球面上,各“現(xiàn)實存在”之間存在距離,距離是一個時間尺度,這是時間的相對性?!艾F(xiàn)在宇宙”是一個球面?!斑^去宇宙”是已發(fā)生過的事件,僅以影像存在。(見圖6)圖6“時間球”的特點是:以宇宙開端那一刻為中心;半徑代表著宇宙存在時間的絕對尺度;時間球面是動態(tài)的,從宇宙開端那一刻起,隨時間延續(xù)向四周持續(xù)擴張;宇宙所有“現(xiàn)實存在”卷縮在“時間球”球面上;球面以內(nèi)是已發(fā)生過的事件,是過去,現(xiàn)在這些事件已不復存在了,它們的影像在“時間球”球面上運動;“時間球”球面上的運動和球面擴張同時進行著,導致運動軌跡的復雜性;“時間球”球面是封閉的,宇宙空間中的任何運動都是“時間球”球面上的運動,宇宙空間中的直線運動是“時間球”球面上的大圓運動,邏輯上講,直線運動可以繞球面一周回到原地?!皶r間球”球面是相對于宇宙開始那一刻而言的,是絕對的,是嚴格的由過去向?qū)頂U展,它隱含在三維空間中。但由于三維空間各點間存在距離,所以各點的時間性質(zhì)又是相對的,每一點都可以把自己當作現(xiàn)在時刻,而把其它點當作過去時刻。按照“時間球”觀點,我們不能靜態(tài)地去看待宇宙空間,而應(yīng)該動態(tài)地去看。奇點對應(yīng)的其實是宇宙開端的那一刻,是一個時間概念。人類賴以生存的“現(xiàn)在宇宙”是“時間球”的球面。“時間球”的內(nèi)部是宇宙的過去,是已經(jīng)發(fā)生過的事件,這些事件現(xiàn)在已經(jīng)不存在了,存在的只是它們以往的影像。由于光傳播需要時間,所以我們不能渴望在宇宙事件發(fā)生的同時就看到它,這就是我們只能看到過去事件而不能看到現(xiàn)在事件和將來事件的原因。我們所看到的是過去時刻時間球面?zhèn)鱽淼挠跋窠M合。由于時間不斷流逝,“時間球”球面不斷向?qū)頂U展,所以我們只能和時間球面一起向?qū)磉\動。但在我們感覺到的視覺宇宙中,就自己而言,只有自己所處的點是現(xiàn)在時刻,一切影像都是宇宙的過去,自己被過去事件的影像所包圍。由于我們在認識宇宙的過程中,總是忽略時間這一關(guān)鍵因素,總是把過去發(fā)生的事件當作現(xiàn)在這一時刻的存在,因而對宇宙的認識就產(chǎn)生了偏差。、宇宙的邊界和中心人類在地球上已存在上百萬年了,人類的發(fā)展過程是一個不斷認識自然和改造自然的過程。后有人提出大地是圓球狀的觀點,相信的人很少,直到近代隨著航海事業(yè)的發(fā)展,人類繞地球航行了一周,人們才認識到大地是圓球狀的這一事實,自此沒有人再探尋大地的邊緣了。 我們感覺到的宇宙空間都卷縮在“時間球”球面上。站在“時間球”球面上任一點觀察,其它點都包圍在它的周圍,就是說每一點都可以把自己當作宇宙的中心。宇宙不會因為方向的不同在性質(zhì)上出現(xiàn)差異,宇宙總體是平坦的。前面關(guān)于“時間球”的特點描述已經(jīng)說了,宇宙空間中的任何直線運動都是時間球球面上的大圓運動,邏輯上講,可以繞過“時間球”一周回到原地。如果設(shè)想飛行器有足夠快的速度,它可以從相反的方向飛回來。視覺宇宙是以觀察者為中心,以時間(距離)為半徑建立起來的球面空間結(jié)構(gòu),離觀察者越遠過去的時間越久遠,視覺宇宙的邊緣就是宇宙開端時刻的事件?;蛘哒f我們自己就站在宇宙的邊界上,我們遙望著過去,走向?qū)怼H藗兊贸龉饩€以直線傳播的結(jié)論是基于這樣一個前提的,就是忽略了時間這一關(guān)鍵因素,把一個時間段當作一個時刻看待。其實,若考慮到光線傳播所需要的時間,光線是以漸開線軌跡傳播的。我們向宇宙深處作直線運動,實際上是在“時間球”球面上做大圓運動。在三維空間中,我們把光線運動看成直線運動,但在“時間球”球面上,光線也是以漸開線的軌跡向我們飛來或以以漸開線的軌跡遠離我們而去。(見圖8)圖視覺宇宙空間是一個“桃形”時空面我們看到的三位空間,并不是“時間球”球面以內(nèi)的全部,我們所看到的是過去宇宙事件的影像經(jīng)過歷史時間的飛行到達我們眼中的綜合圖像,或者說是過去時刻不同時間球面?zhèn)鬟^來的影像組合。影像是以光線傳遞的,從我們四周飛來的光線都是以漸開線的軌跡向我們飛來的,我們自己站在漸開線的末端,漸開線上每一點代表過去不同時刻發(fā)生的事件。(見圖9)圖9“現(xiàn)在宇宙”和我們看到的宇宙是兩個概念。由于光線傳遞需要時間和宇宙在不斷膨脹,嚴格講,我們根本看不到“現(xiàn)在宇宙”的樣子,我們看到的宇宙只是宇宙過去時間的樣子,是影子,是“時間球”內(nèi)的一個桃形面,是虛的。本觀點認為宇宙是以光速均勻膨脹的(后面我會論證),所以奇點的影子緊跟在我們后面,它的光芒只差一點到不了我們的眼前。雖然我們看到的是過去的影子,但是我們觸摸到的都是現(xiàn)實,是“現(xiàn)在宇宙”。由于光速很快,在短程距離這個差異可以忽略,如果這個距離達到宇宙尺度,這個差異就不能忽略了。換句話說,我們可以用手觸摸到這個星球,我們看到的卻是它40億年前的位置,它現(xiàn)在的位置在我們的視野之外。圖10:視覺宇宙和時間球的對應(yīng)關(guān)系、光線的彎曲曲率前面已經(jīng)討論了,光線在“時間球”球面上是以漸開線的軌跡向我們傳來的,我們正在觀察的宇宙是一個“桃形”面,觀察者總是站在“桃形”面的尖端。后面我會討論這一點。我們設(shè)定宇宙已經(jīng)存在的年限為T,從時間球模型建立過程中,我們可以分析出α與宇宙存在的絕對時間尺度是有對應(yīng)關(guān)系的。表1:宇宙不同時期的光線曲率序號光線彎曲曲率δ=tanα1對應(yīng)宇宙時期T3T /4T/2T/402光線與視線夾角α0π/2π3π/22π3光線彎曲曲率δ0∞0∞0表1所示現(xiàn)象解釋如下:(一)我們觀測現(xiàn)在時刻事件,也就是宇宙已存在時間T這一時刻事件,我們觀測到的光線傳播方向與光線的實際傳播方向是一致的,夾角α為零,光線的彎曲曲率δ也為零。也就是在3T /4這一時刻,事件實際發(fā)出光線的方向與我們觀測到的光線方向是垂直的,光線的彎曲曲率δ為∞。也就是在T /2這一時刻,事件實際發(fā)出光線的方向與我們觀測到的光線方向是相反的,光線的彎曲曲率δ為0。也就是在T /4這一時刻,事件實際發(fā)出光線的方向與我們觀測到的光線方向是垂直的,方向與3T /4時刻事件光線方向相反,光線的彎曲曲率δ為∞。也就是在宇宙開端這一時刻,事件實際發(fā)出光線的方向與我們觀測到的光線方向是平行的,方向與T時刻事件(也就是現(xiàn)在時刻事件)光線方向相反,光線的彎曲曲率δ為0。在近距離上可以認為是偏差,而在大尺度距離上可以說是完全錯誤的結(jié)果。請看下面分析。圖11:觀察尺度與實際尺度的偏差還以上圖為例,根據(jù)日常觀測,假設(shè)我們計算出天體AB的尺度為5萬公里,同時在日常觀測中我們也發(fā)現(xiàn)有一發(fā)光星體正以1萬公里/小時的速度從星體AB背后經(jīng)過,按照我們的計算,發(fā)光星體從星體AB背后經(jīng)過的時間應(yīng)該是5小時。,則天體的實際尺度應(yīng)為4萬5千公里,而不是我們觀測計算的5萬公里(見圖12)。若超過了3T/4這個時間尺度,宇宙開始表現(xiàn)為收縮。當距離超過了3T/4這個時間尺度時,雖然我們?nèi)匀桓杏X距離越遠空間尺度會變得更大,而事實上空間尺度開始收縮,直到我們看到最遠距離的點匯聚到一點上,空間尺度變?yōu)榱悖鞘怯钪嫫鹗嫉哪且豢?。圖13: 、時間球推斷推斷一:距離我們越遠星系密度越大由于光具有速度,光傳入我們的眼睛需要時間,所以我們看到的影象都是過去宇宙的樣子。由于時間流逝造成宇宙在膨脹,“時間球”告訴我們,過去的“時間球”空間尺度比現(xiàn)在小,因此星系密度比現(xiàn)在大。推斷二:星系的影像在天空中會成對出現(xiàn)由于現(xiàn)在宇宙是一個彎曲的球面,星系的光線會一方面沿球面向我們面前飛來,另一方面星系的光線會繞過“時間球”飛向我們背后,所以我們看到的天空中星系的影像應(yīng)該是成對出現(xiàn)的。只不過兩個影像代表的宇宙時期不同,一個可能是50億年前的宇宙影像,而另一個可能是150億年前的宇宙影像,我們很難辨認他們罷了。(見圖14)圖14推斷三:宇宙是平坦的,背景輻射在我們周圍是均勻的時空點均勻地分布在“時間球”球面上,所以我們的宇宙總體上是平坦的,我們不會發(fā)現(xiàn)宇宙在哪一個方向上更致密。同時你也會發(fā)現(xiàn),無論你移動到宇宙何處,你對宇宙的感覺是相同的。宇宙在大爆炸時產(chǎn)生了大量的宇宙輻射,它在時間球面上沿四面八方傳遞,并同時間球面一起向外膨脹。所以在視覺宇宙中,我們不會發(fā)現(xiàn)背景輻射從哪個特定方向飛來,而會發(fā)現(xiàn)背景輻射從我們的四周飛來,或者說背景輻射是從過去飛來。推斷四:宇宙是由數(shù)量相同的正時空點和反時空點組成的從宇宙形成那一刻起,每一時空點都有隨時間向外擴張的性質(zhì),就像人體的細胞分裂,一分二,二分四,每一個細胞都相同。無論是正是反,形成的時空點沒什么兩樣,只是時間性質(zhì)不同。宇宙是由相同數(shù)量的正時空點和反時空點組成的,如果沒有時間流逝支撐著宇宙,宇宙就會回縮,正反時空點抵消,宇宙就會變?yōu)榱?。我們看到的一切物體都可以認為是一個獨立的時空體,物體上不同的點具有不同的時間性質(zhì),這給了我們距離感?!皶r間球”球面上沒有哪一點比其它點更特殊,各點間的膨脹速度是均勻的。以我們所處的位置為例,我們四周的時空點都在遠離我們而去,近處的時空點遠離我們的速度慢,越遠處的時空點遠離我們的速度越快。過去的“時間球”比現(xiàn)在小,宇宙空間是時間的積累。如果我們知道宇宙存在的年限和宇宙膨脹的速度,我們可以計算宇宙的體積,這個體積是時間球體積,代表著宇宙時間的積累,時間球體積不同于我們看到的三維空間體積。距離是一個時間尺度,我們探索宇宙邊界是在探索遙遠的過去,我們向宇宙深處的運動,是在“時間球”球面上轉(zhuǎn)圈圈,不會找到邊界。但從“時間球”角度講,宇宙邊界是“時間球”的表面,也就是“現(xiàn)在宇宙”。宇宙是什么?宇宙就是全部,一切事件必須發(fā)生在宇宙之中,也就是一切事件必需發(fā)生在時間流逝中。 關(guān)于空間的體積,我們看到的附近的有限空間,如果忽略時間因素和時間造成的空間彎曲,將一段時間看成一個時刻,該有限空間的體積是可以計算的。因為我們認識的體積是脫離時間存在的,考慮時間因素,空間就變成了面。n “時間球”面上時間的相對性、
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