第五節 視空運動(1 / 3)

1916年愛因斯坦發表廣義相對論後不久,德國物理學家卡爾·史瓦西就用這個理論描繪了一個假設的完全球狀星體附近空間和時間是如何彎曲的。他證明在那裏的時空變得無限彎曲,這樣時空連光都不能逃逸!以此來作為黑洞之概念的解釋。

事實上,客觀世界是運動變化的,由高速運動天體所組成的時空宇宙處於不斷的運動變化之中。人類所生存的地球運動速度或者所製造的航天飛船速度與光速相比顯得比較渺小,甚至是微不足道。

我們經過前麵的研究討論已經得出了這樣的結論:客觀存在的時空宇宙不可能存在著彎曲或者偏轉現象。而導致彎曲或者偏轉的本質是觀察者由於受之影響和限製,對於客觀世界之觀察的視空世界不是客觀存在的時空宇宙,與客觀事實之間存在著一定的差距。

其實,黑洞隻是觀察者由於受光屬性限製之影響而尚未能夠正確反映客觀世界中的真實情況。而這個與我們日常生活的時空宇宙有著密切聯係的區域(黑洞世界),由於光線的屬性將它隔絕開來。

對於超光速運動的情況,在相對論中沒有給出正確的解釋。人類對於光速以下的運動世界可能還掌握了不少,而對於存在於黑洞之中的時空世界幾乎聞所未聞。

近年來,科學家們通過各種的觀測和計算已經證實,存在於黑洞之中的暗能量不僅存在,而且在宇宙中占主導地位,它的總量約達到宇宙總量的73%,而宇宙中的暗物質約占23%、普通物質僅約占4%。

1:辯證因子

視空世界是一個關於視空切片的時空世界。由於受現象之傳播的控製和製約,各種接收現象之的事物對於客觀世界的反映,並不是客觀存在的時空宇宙,而且所觀察到的視空世界與客觀存在的時空宇宙之間存在著相當大的差距。

1.1:時差辯證因子

對於現在的觀察者而言,所接收到的不是處於現在空間之中的因,而隻能接收到過去的關於事物的現象之。即觀察到的視空現象應該滯後於客觀存在。

如果假設處於D(時空點)的觀察者與處於M(時空點)的物體之間的空距|DM|=d,處於D′(時空點)的人與處於M(時空點)的物體之間的動距|D′M|=d′,那麼:根據現象之等效性原理中的同向不同時(距)之等效性原理,我們就可以得到:d′=d/cosω。

因為:D與D′之間的公時間隔距離Δt=|OD′|-|OD|=|DD′|,c=|DM|/|DD′|=cotω,所以:Δt=d/c。

這就是說,存在於D′點的觀察者在通過時間d/c後才能接收到M點的因。或者說:存在於D′點的觀察者所接收到的是存在於時間d/c以前的過去物體的因。

我們將1/c稱之為時差辯證因子,用符號δ′表示。

即:δ′=1/c,(或:δ′=tanω)

時差辯證因子說明觀察者所觀察到的關於被觀察的物體的時間同觀察者與被觀察的物體之間的距離有關。即觀察者所觀察到的時間越長(短),說明觀察者與被觀察的物體之間的距離越遠(近)。

1.2:動時概念

時間概念反映為之變化屬性,產生空間(實)的之存在及其變化屬性體現為公時(標準時間)概念,產生物體的之存在及其變化屬性體現為事物變(化)時(間)概念。這其中關於之屬性都是從的變化角度出發的,即從事物之體現出時間概念。

而的屬性之中,除了事物之以外,還存在著現象之屬性。那麼,現象之屬性反映在時間屬性上又是怎樣的概念呢?

根據現象之等效性原理中“同向不同時(距)之等效性”原理知道,現象之在運動的過程中,相同方向不同距離之觀察具有等效性。

這就是說,雖然觀察者對於所觀察到的時間存在著先後性,然而,他們所觀察到的關於物體的現象之具有相同的效率。即兩個觀察者所觀察到的現象之是相同的。而與觀察者同被觀察的物體之間的距離遠近(長短)無關,也與觀察者所處運動的速度快慢無關。

我們將處在運動之中的兩個觀察者對於同一事物所觀察到的相同的事物變時稱之為關於運動之中所處的參考時間,簡稱為動時。

處於運動之中的觀察者可以通過某一個事物的變化來確定時間概念。因為客觀存在的四維時空也是一個客觀存在的大事物,所以,我們也可以通過公時(標準時間)作為參考時間來確定動時的概念。如時空拓撲圖表示:

在時空直角坐標係中所示,客觀存在的兩個運動OP、OQ,根據等效性原理反映為:對於運動OP來講,處於M處的觀察者此時所處的公時(時間)為T2,而所觀察到的動時為T1,處於P處的觀察者此時所處的公時(時間)為T4,而所觀察到的動時為T3;同樣,對於運動OQ來講,處於Q處的觀察者此時所處的公時(時間)為T4,而所觀察到的動時卻為T1.其中,運動OP在M處所觀察到的動時與OQ在Q處所觀察到的動時是相同的,都是公時T1.

動時等效性切片定理:觀察者對於客觀世界之觀察所形成的視空切片具有動時等效性。即觀察到的事物之處於相同的運動時間。如下圖所示:

在時空直角坐標係(O、XY),如果將OX軸代表公時(時間)等效性,即OX軸上所有點都處於相同的公時(時間)時間點上,那麼,OW線則代表著動時等效性,即OW軸上所有點都處於相同的動時(時間)時間點上。

1.3:動時辯證因子

動時是觀察者所觀察到的時間概念,不同於觀察者本身所處的公時概念。其中:公時與動時間存在著一個時空夾角,該夾角等於光辯角ω。

我們將觀察者所觀察到的動時間隔與所存在的時間間隔之比稱之為觀察者視空動時相對標準時間的辯證因子。簡稱為動時辯證因子(也稱視空辯證因子),用符號δ來表示。

動時概念對於參照物來講具有相對性。其中對於觀察者來講有靜態運動和動態運動之分;對於參照物來講具有遠離運動和接近運動之分。下麵我們分別來加以討論研究:

靜態觀察者觀察事物的遠離運動

一個事物在時空之中發展運動,從時空點M處運動到時空點N處,觀察者與M點之間建立緣分關係的是時空點為E‘。同樣,觀察者與N點之間建立緣分關係的是時空點為F’。用時空拓撲圖可以表示如下:

觀察者在作靜態發展,事物在時空之中運動,事物在時空之中從M點向N點作遠離觀察者的發展運動,其時空辯證角β滿足:ω<β<90°。

此時,觀察者從時間點E′發展到時間點F′,所觀察到的事物從時空點M運動到時空點N。

從時間角度上講:時空點E與時空點E′在時間上的關係式為:Te′=Te+ME·δ′。同樣:時空點F與時空點F′在時間上的關係式為:Tf′=Tf+NF·δ′。

由此就可以得到:F′E′=│Tf+NF·δ′-(Te+ME·δ′)│=(Tf-Te)+(NF-ME)·δ′=FE+GN·δ′=FE+GM·cotβ·δ′=FE(1+cotβ·δ′)。

或者從另一個角度:EF=MG, E′F′=MH=MG+GH=EF+GN·δ′=FE(1+cotβ·δ′)。這樣,就可以得到E′F′/FE=1+U/c(或者:E′F′/FE=1+tanω·cotβ)。

由此,我們就得到:

靜態觀察者觀察事物遠離運動的動時辯證因子δ=1+U/c。

如果事物相對於觀察者作靜態發展,此時,U=0,其動時辯證因子為1,反映為動時間隔流逝等於公時間隔流逝,然而,其時差因子依然存在。

靜態觀察者觀察事物的接近運動

此時,其時空辯證角β滿足:ω<β<90°。用時空拓撲圖可表示如下:

中物理含量是指:物體在時空之中從時空點M向時空點N作發展運動的過程之中,相對於觀察者來講其空間距離在不斷地縮短,物體發展運動駛向觀察者的位置。

我們可以用同樣的方法得到視差辯證因子為:1-U/c(或者:1-tanω·cotβ)。即:

靜態觀察者觀察事物接近運動的動時辯證因子δ=1-U/c。

綜合上述討論,我們就可以得到:靜態觀察者觀察事物運動的動時辯證因子δ=1±U/c(或:△=1±tanω·cotβ)

動態觀察者作遠離運動

時空點M所處的標準時間為T1,而此時所觀察到的時間點為t1,同樣,時空點N所處的標準時間為T2,而觀察到的時間點為t2.

觀察者從時空點M運動到N,所處的標準時間是從T1發展到T2,即標準時間間隔為ΔT 12=T2-T1.

此時,觀察者所看到的相對時間從t1發展到t2,即動時的時間間隔為Δt 12=t2-t1.由時差因子公式(2-3-7)得到:

T1(時間點)=t1(時間點)+│T1M│(空距)/c,同樣,T2=t2+│T2N│/c,所以:ΔT 12=T2-T1=[T2+│T2N│/c][T1+│T1M│/c](t2-t1)+(│T2N│-│T1M│)/c=Δt 12+(T2-T1)U/c=Δt 12+ΔT 12·U/c。整理後可得:

視空動時(t)與標準時間(T)之間的關係為:t/T=1-U/c。同樣,觀察者在作接近運動狀態時,其關係式為:t/T=1+U/c。

因此,可以得到運動動時辯證因子也為:1±U/c,

綜上所述:觀察者對於客觀世界所觀察的動時辯證因子δ=1±U/c。其中:相對靜態觀察者作接近運動時,δ取“-”號;相對靜態觀察者作遠離運動時,δ取“+”號;動態觀察者作遠離運動,δ取“-”號;動態觀察者作接近運動,δ中取“+”號。

1.4:視空速度

我們將觀察者通過現象之的接收所反映的對於事物運動的快慢稱之為觀察者關於該事物運動的視空速度。簡稱為視空速度,用符號V表示,其計算公式:V=L/t。

人們通常所指的速度是移動速度,因此,視空(移動)速度是指觀察者所觀察到的關於事物的移動速度,即所視(移動)距離與所視時間之比。

可得:靜態觀察的視空速度V與事物時空速度U之間的關係為:

V=U/δ=C·U/(C±U)=1/(1/U±1/c)(2-5-4)

從公式(2-5-4)中,我們可以看出,對於視空辯證因子δ,其實質就是“客觀存在”與“相對靜止觀察者”之間的差距係數。

或者說,具體地對於人來講,公式(2-5-4)反映為“存在”與“意識”之間的差距公式。這個結論有悖於常理。因為人們通常認為自己所看到的、觀察到的就是客觀存在的事實。

從該公式中反映出:物理學中的幾乎所有實驗結果與客觀存在的事實之間都存在著差距,隻是誤差極小(U2/(U+c),可以忽略不計。

2:低光速運動