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2009年2月25日星期三

光的本质和它的来龙去脉

虽然现代物理学对于光的现象有了非常深刻的认识,有关光学的书籍或教科书都是洋洋几十万字的大作。但对于“光”的本质却讨论的很少;

究竟“光”为何物?在我所设想的时空框架内,“光”(或者电磁波)应该是物质释放它所累积的时空势能的表现形式,它相对于物质所处时空有着最大的能量差异,而相对于原始时空(宇宙启动的瞬间,最小时间、距离、能量的状态)它们的能量差异为0。所以,“光”的本质可以说就是物质回归“原始时空状态”的过程。相对于当下时空,它的时间值和空间值近似于无穷大,质量趋向于0。“光”的频率是物体回归原始时空“速度”(单位质量的物体转化为光能所需要的时间)的表现,频率越高表示单位时间内有较多物质回归,“光”的频率不可能超过光速与普朗克最小长度之比。而“光波”则代表了物质最小的量子单位在回归原始时空时所具有的单位“能量”,物质回归原始时空是以波动或者说是以量子级的跳跃方式完成的,所以“光”以至于最基本的物质都是以“波”的形式存在。

“光”由于是原始时空的存在形态,在那个状态下,时间和空间还无法区分,所以“光”就有了时、空的两重性,它相对于我们所处时空既表现了它的空间性质,也显示了它与时间的关系;它在我们所处的时空状态,表现了时空相对于我们的膨胀速度,这决定了它相对于处在这个时空状态中(当下)的任何事物都具有相同的速度C。同时,相对于我们所处的时空,它也体现了相对于处在这个时空状态下的物体的时间值,或者也可以称之谓时间的行进“速度”;这个“速度”是“时间”(从远点到当下时空层面)每秒钟可以扩胀30,000千米的空间距离。“光”之所以被现代的物理学(广义相对论)在形容时空时放在时间元和空间元之间的坐标轴的位置上,其根本原因(物理意义)也在于此。

“光”相对于光源都是以辐射形式以光速离它而去(激光是加上人为因数的特殊情况,但它同样是由光源所在的当下时空层面“返回”原始时空层面),从当下时空层面指向时空的原点,它之所以具有光速,是因为时空是以这个速度相对于原始时空膨胀,是因为引力场的传送波的速度是当下时空的极速。所以处在当下时空中的事物相对于“光”(代表了原始时空状态)也就有了这个速度(对于“光”来说是回归速度)。那么,“光”为什么会“辐射”?这是因为相对于我们,原始时空(宇宙形成时相对于我们近一百四十亿年以前的瞬间)处在离光源几乎一百四十亿光年远的宇宙任何方向的边缘(见“时间和空间之我见”),因此,“光”可以向任何方向回归。可能有人会问,“光”既然已经是原始时空状态,为什么在我们看来,它回到原始时空还需要“时间”?这就是爱因斯坦狭义相对论时空变换式所表达的意义,“光”相对于我们具有光速,在我们看来,它回到原始时空(相对于我们是宇宙的边缘)要花一百多亿年的时间,但相对于“光”本身,正因为它是处在“原始时空状态”它的时间和空间值趋向于“无穷大”,所以就它而言,它回到原始时空几乎没有花时间!而且原始时空与它之间也几乎紧密相连!

由于每单位质量的物质所转化的“光”相对于它所在时空{当下时空层面}具有最大的能量,所以,在它的回归过程中一旦与其它物质相遇,若不是反射或穿透该物体,这些能量就会被该物体俘获而转化为“物质”并滞留在物质之中。

“光”的波、粒两相性,同样也是它的时、空两重性所造成;物质最基本的组成应该是波,这种“波”可以被称之谓“光波”、“电磁波”、甚至“时空波”,当它们在“引力势”的束缚下,形成的波包以“光速”围绕着某定点转动,(由于“引力”在时空势非常低的时候;例如“光波”和它的其它表现形态——“基本粒子”,它们的体积极小,能量密度非常高,与“当下”时空层面有着极大的时空势差异,故引力势极大,在我的理论框架下,引力还受时空势的影响,它与物体的时空势成反比,相对于普朗克长度单位的“质点”,它的“时空势”几乎只有10-201), 所以,物体在量子级,要是它相对于“当下”时空层面相对静止的话,引力相对于“光波”作用可以形成一个微型“黑洞。”)并保持了与当下时空势的均衡,它们(这个定点)相对于“当下”时空就呈现出静止状态,这时,“光”或基本粒子就呈现出它的“粒子”性,反之,一旦外界因素打破了这种均衡,“波包”一旦被打破,就会立即以“光速”回归到它的本来面目——“波”,并以“波”(在这种情况下,一层“波”面代表了一个“光子”的能量。基本粒子的“质量”越大,它所能发射的“波”层面越多)的形式向周围辐射(回到原始时空的形态)。这也就是为什么现代的物理学家们在实验室中观测到静态的“光子”时,就无法观察到它的“波”的形态,而在观察到它的“波”的形态时,却又失去了它“粒子”踪影的根本原因。

“光速”相对于任何物体都有一个定值,这个值与该物体的“运动方向”无关,这是因为,物体相对于其它物体的运动速度只是它与该物体时空差异的表现,任何物体都有自己的时空状态(时空势),它都可以认为自己是“静系”。物体的时空状态,本质上也代表了它与原始时空的时空差异,这种差异,决定了它的时空值,因此也决定了时空相对于它的膨胀速度,当然,也就决定了光相对于它的速度。所以,光速虽然与物体相对于我们的运动方向无关,但一旦物体相对于“当下”时空层面有了非常大的“速度”时,它就是处在于时空原点较为接近的时空状态,“光速”相对于它就会有不同的较小的数值。这个数值可以用狭义相对论的时空变换式求得,在物体相对于“当下”时空层面的速度不是很大的时候,“光速”的这种差异是很不容易被观察到的。这也就是在地球上的实验条件下,所求得的“光速”始终不变的原因。但在观察光线通过它引力星体附近的时候,已经发现了很多光的延缓现象。这种现象,广义相对论用空间弯曲加以解释,认为由于光在弯曲的空间中走了较多的路程,所以花了较多的时间。先不说这种解释的合理性,至少,我这里提出的速度与时空状态相关的构想,不失为另外一种较好的理论解释。以上我只是粗略地分析了“光”的实质,网友可看看我的其它几篇帖子,理解了我的基本理论框架后,就更容易理解这里的内容了。

光的回归

我在很多科普读物,甚至科学论述中看到有关光在传导方面性质的描述;认为光从光源出发,只要光源够大、光束够强,光就可以环绕宇宙一周,最终回到出发地。这实际上是对时空本质不了解而造成的误解。我们从以下两方面来分析:

从时空的结构上看,时空是时间扩张的整体过程,当下时间层面从时间起始时刻(时空起点)随着时间的进程(就是原时)不断扩张,能量在时空发展的过程中渐渐累积,而物质的产生以及它相对于时空原点的能量是随着引力势的增大而增大,物体相对于自己所处的时空状态在通常情况下是不会表现出具有能量的,任何物质所具有的内能必定与该物质与它所处时空状态中的静质量所具有的内能相当;即EWn=MWnCWn2. 或者有:EWn=MWn(C×Wn)2。 其中EWn是物体所具有的内能(即相对于原始时空所具有的能量)M为物体在时空势Wn(代表时空状态)时的静质量,CWn是光在时空势Wn的时空状态时的速度。我们把当下时空中的时空势规定为1,即W=1。这时候物体的质量就是我们通常所指的M。

时空势Wn时的时空状态与相对与当下时空状态之间的速度V,有如下关系:Wn=1-V2/C2,设:E为物质在当下时空时相对于时空原点所具有的能量差,

又有E=EWn+2E动=EWn+MV2=M(1-V2/C2)+MV2,

根据上述关系式,我们可以求得,光的静质量为0,它相对与当下时空状态的能量差异是MC2。很显然,光相对于时空原点的能量差异为0。也就是说,光回到时空原点时正好耗尽了物质在时空发胀整个阶段所累积起来的所有能量!

从由光源经过整个视觉空间(跨越整个时间间隔,光所经过的半圆形曲线)的光线,经历了相对与光源的从当下到时间起点(即从当下时空层面到原始时空层面)的所有的时空状态,在这个过程中,光波经过了存在于光源所在质点的视觉空间中的所有质点(它们都处于光源所在质点的过去时间层面)。光在视觉空间中的途径涵盖了相对于光源的整个视觉空间。

图示:(相册6)

图中A点为光源所在位置,代表O点所在位置的球体是光源所在位置(质点)的视觉空间的全图(划红线的区域)。光线从光源出发,会通过它的视觉空间的所有区域回到时空原点(代表整个视觉空间的边缘的O点所在的球面,实际上就是仅普朗克长度单位大的时空原点)。图中的小黑圆周,代表A点在该圆周切线方向的视线。所以,A点通过其所有的视线方向就可以看到它的视觉空间内的任意一点。

上面我们分析了通过光源A点的视觉空间的情况。下面我们再来看看光在时空中的回归状况。

时空示意图:(相册7)



上图为整个时空图之一部分,右边红线所画的大圆周所表示的圆球代表光源A的整个视觉空间。左边层层套叠的黑线圆周是从A点(时空原点)开始的时间层面。而整个时空图则是以水平轴上的O—O为半径,以左边O点为圆心的大圆,实际上这个大圆是展开图,O—O水平轴的俯视图应该是一个圆周,O,O两点重叠于左边的时空原点O,同理,视觉空间图中的竖轴O,O也是一个圆周的展开图,它的侧视图是一个圆周,这就是视觉空间在时空中存在的实际状况,而观察者所看到的相对于它的视觉空间则是视觉空间经过时空变换(通过时空变换式计算)后再观察着严重的反映。这样,整个A点的视觉空间就是在时间图中以OA为直径的圆球,时间图中A点所在的大圆周所代表的球体,就包含了从时间原点O到当下时间层面(A点所在的大球面)上所有的质点(宇宙万物在当下时间在时空中的位置)为直径的无数个球体,即包含了无数个以当下时空层面上的质点的视觉空间。我上面所说的未画出来的整个时空的展开图若画成立体图则就是左边大黑圆周所表达的整个球体。(见相册8)

所以从当下时空层面的某一质点A所发出的光线,在时空中则都以半圆形式的弧线通过整个球面回归到时空原点。而视线与该时空层面的交点处(即处在过去时空层面处的光源所发出的光线,则以较小的球面回到时空原点。

光一旦回到时空原点,就不可能再从时空原点向当下时空层面的方向运动,因为物质在转化为光的时候,丧失了它所有的时空势能和引力势,它只能与原始时空混为一体,而无从像物质一般能在当下时空获得时空膨胀的能量(引力)。



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