科学家揭秘:宇宙各处时间快慢不同(图)



科学家揭秘:宇宙各处时间快慢不同。(网络图片)

现在的科学家们对宇宙到底有多大这一问题至今没有一个确定的答案。而我在这里要说的不确定性,并不是指那种由于观测到的不一定是宇宙的两个边界之间的距离,或者因为地球不是宇宙的中心导致的那种广义的不确定性。

我想要表达的是一种细致的,狭义的不确定性。我们现在都比较统一的用光年来作为距离的单位。那么这个单位是由一个速度和一个时间相乘的来的。

我想说的是,在爱因斯坦的相对论中光速是不变的,无法被超越的,或许它可以当成一个绝对单位(即不随时间的变化而变化,不过现在已经有不同的声音出现,他们认为其实光速不是亘古不变的,不过现在我们在这里先假设它是不变的,因为这个不会影响我的推导结果)。

不过现在已经有不同的声音出现,他们认为其实光速不是亘古不变的

其次是时间,在相对论中时间已经不是一个恒定不变的量了,因为相对论本身讲的就是时间是相对的。从这点看来,光年这个单位在不同的条件下,会得出不同的距离。不光是光年,甚至是光秒也会不同。

其实说到这里,感觉我的阐述应该算是完成了。但是,我想要说的不仅仅只有上面的。我只是用这个题目抛砖引玉而已。在广义相对论里,爱因斯坦主要说到过“时空像一张弹力网,在大质量的天体附近是被压弯曲的。

引力也是因为时空是弯曲才导致的。”这个观点已经被证明过是正确的(有英国探险队在非洲时值日食的时候证实过)。

基于这样的理论,在地球表面,其实我们的时空也应该是弯曲的,而只有在宇宙中远离大质量天体的地方,时空才是一张平整的网。那么这句话的深刻含义是什么呢?它说明或许我们每天所过的时间都不是一个规规矩矩的时间跨距。它不是24小时。对,这句话看起来很奇怪。

我们每天都是24小时制,怎么就不对了?深入理解这类问题是一个很折磨人得事情。因为它会把我们的生活彻底搞得我们不认识。我的建议是你可以把这当成科幻小说来看。

那么既然在地球表面不是规规矩矩的24小时,那么在哪里才是呢?只有在宇宙中远离大质量天体的地方才是(我不知道这地方存在不,因为有科学家说暗物质占了9.5成的宇宙质量,但至今仍未发现一克,也许它就分布在我们的空间中,只是我们察觉不到。后面将会讲述这种可能性)。

在那些地方时空是平整的,或者说是相对于地球或者太阳等等表面来说是平整的。现在我们又回到光年的不确定性的讨论上来。

既然在大质量天体附近的时空都是翘曲的。那么光从那里经过时,它所经过的时间就不应该用地球上的时间刻度来衡量了。

最好的应该是用它所经过的扭曲时空的时间刻度来衡量。那么我们观测到的100年以前的光所走过的距离就不一定是地球上的100年这个跨度了。而是各种尺度都有过(因为不同质量天体附近的时空翘曲度不同)。

这么看来的话,如果一束光经历的翘曲时空越多,时空翘曲度比地球表面越大,那么宇宙的直径就会越小。100光年的距离实际可能只有5光年。我为什么说只有5光年?这只是我的一个大胆想法。并没有什么实际根据。我唯一的依据就是宇宙的暗物质占了95%的品质。所以关于这点,希望读者不要深究。

我先简单阐述一下霍金的《时间简史》中表述的实验过程:我们地球的自转是有一定速度的,通常情况下我们认为顺着和逆着地球自转的光的速度应该是不一致的。因为我们考虑了不同的参考系:一个是顺,一个是逆。可是实验测得的结果却说明光速居然是一致的!大大出乎于我们一开始的意料。

这是为什么呢,为什么呢?我还是回到那个在高速路上的例子。现在你不再以龟速前进。你也以300迈的速度前进,那么在你左边超车道的法拉利,你是不是一直能看到他?如果你以光速前进呢?是不是你也能发现稍微超过光速行进的外星人驾驶的汽车了?

其实这个道理很简单,就是我们的世界捕捉不到超越我们的一倍光速以上的,哪怕多一米每秒的速度的光了。如果这束光,遇到什么阻碍,降低了一米每秒,它的速度重新回到了光速,那么我们就又能发现他了。量子力学的测不准原理或许可以在我们理解这点时起到一点点帮助。

量子是很小的,要想测准量子的位置,就要求所用来测量的工具——粒子波的两个波峰间的距离越小越好,这样就必须选用波长短的光;但是波长越短该微粒的单个粒子的能量也就越大,测量时带给被测量子的扰动也越大。

因此这也造成加大了对它测量时位置的精确度和速度的精确度的矛盾。我们用我们世界的尺度去测量超出我们这个世界所能捕捉到的东西是测不出来的。回到在分别顺着和逆着地球自转的参考系中光速照样恒定的现象中来。

其实我们可以这样考虑,在顺着地球自转的时候,我们能观测到的最大速度为V(地球自转产生的线速度)+C(光速),逆着地球自转的时候所能观测到的最大速度就变成了C-V。这样我们便可以很好的解释为什么无论我们怎样观测到的光速总是C了。因为逆着地球自转方向的光的速度应该为C-V+V=C;而顺着地球自转方向的光的速度应该为V+C-V=C。

我的这个理论的一个隐含的理论就是。其实光速并不只有一种,只是我们可以观测到的最大光速就是C,至于低于C的那些光束哪里去了,或许由于动量不足已经消失在了真空中吧,毕竟离我们最近的太阳的光也要8分钟才能到达地球,8分钟可以消失很多光了。或许也有可能只是我们看不到它。我的想法倾向于后者。

既然光速不止一种,那么超越光速在理论上(超越我们在地球表面上能观测到的最大光速)有了可能。那么超越光速之后会发生什么,爱因斯坦的质能方程含义何在呢?根据质能方程,物体加速到光速需要的能量无穷大,其实也等价于加速到光速后,物体的质量无穷大。在无穷大质量的地方,时空会产生扭曲。

扭曲时空里的时间行走相对于地球表面时空里的时间行走,要慢非常非常大的一个量度。但是会回到过去吗?我的想法是不会。在扭曲的时空里,虽然时间行走的速度对于我们地球来说已经慢到几乎就以为他们是静止不动的,但是在他们的时空里,一秒钟还是一秒钟。并没有变化。在这种理论下,虽然没法回到过去但宇宙旅行还是可行的。

虽然时间照常走动,而且你一秒钟走过的相对距离还是相当于地球上的光速一秒钟走过的距离30万公里。但是你走过的相对于地球来说的绝对距离已经远远不止30公里了。

如果可以用图画来描述这个场景的话,我觉得会好理解一些。可惜我无法用图画的方式来描述这个场景。这意味着,如果你持续加速,很可能地球时间100光年的距离,你只用绝对时间1年就可以到了。绝对时间是指在远离大质量物体附近的时空中的时间量度。

第二段中,我有提到过暗物质。在这里我想继续说明的是,正是因为暗物质质量如此之大。导致时空被扭曲的非常畸形。对绝对时间来说,过去了1亿年,他们的时空可能还没过去1秒。这里又回到量子力学的测不准原理中来了。人家的刻度跟你相差如此之大,这说明你只有连续观测同一个地方40亿年,你才能观测到暗物质那里过去了1秒钟。换句话说就是,你只能在40亿年的时间里观察到暗物质1秒钟。

你觉得你还能发现暗物质的存在吗?也许能,只能是你到了暗物质所在的时空中。当然前提是假设你的躯体能受得了暗物质的引力拉扯。不,不应该说是引力了,应该说是时空扭曲。因为引力就是因为时空扭曲而产生的。


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