第13章:光速定律

紅移效應,又稱爲多普勒效應,能夠對極端遙遠的天體進行測距。先前人類觀測顯示,所有的星系都在遠離我們,並且距離我們越遙遠的星系遠離的速度越快,這就是著名的哈勃定律,它背後的本質是宇宙的膨脹。可以通過對遙遠天體光線的光譜分析檢測這種“紅移”效應。恆星光譜中會有一些暗線,這是光源發出的光線中,由於某些類型的元素被吸收而產生的吸收線。星系遠離我們的速度越快,其波長的拉昇程度越明顯,在光譜中的表現便偏向紅端,被稱作紅移。那麼基於哈勃定律,可以發現,星系距離我們越遠,它們光譜中表現出的紅移量也會越大。目前接收到紅移最大的電磁波信號顯示其來自138億光年之外。換句話說,這是目前人類能夠觀察到的最古老的光線,這也在一定程度上透露了宇宙本身的年齡。在過去的138億年間,宇宙一直在持續膨脹——並且膨脹的速度非常迅速。將這一因素納入考慮之後,天文學家們的計算結果顯示,那些從138億光年外發出的光線,產生這些光線的古老天體,由於宇宙的膨脹,今天它們和我們之間的距離已經達到了大約465億光年左右。這一數值是目前對於可觀測宇宙半徑的最佳估算。將這一數值乘上一倍,就能獲得可觀測宇宙的直徑,大約是930億光年。2016年左右,牛津大學的米漢.瓦達揚和同事們,對可觀測宇宙中的已知天體數據進行了分析,試圖從中探尋整個宇宙的真實形態。在使用計算機算法對數據中有意義的模式進行挖掘之後,他們得到一個新的估算值。計算結果顯示整個宇宙的大小大約是可觀測宇宙的250倍左右。

不管可觀測宇宙有多大,這些數據都是基於光速恆定爲基礎的,但是基於光速壁壘的存在,所以人類觀測需要重新認識,需要新的理論支撐。

第二份報告,就是文明院士提出的光速定律報告。以下是主要內容。

光速四定律:

定理1:對於一個孤立系統空間域的物質,如果該系統沒有和其它系統進行能量和物質交換,則該孤立系統空間域的物質光速取決於該系統空間域的能量密度(成正比)和物質密度(成反比);

定理2:類似於地球人類熱力學第二定律的“熵增原理”,光速存在“光降原理”,即在一個孤立系統空間域內,光速會隨時間單調下降;

定理3:如果兩個孤立系統空間域中物質的光速相同,則它們彼此也必定處於同一時間軸上;

定理4:對於一個系統三維空間域,C^2=k*ΨE/Ψm ,C爲該系統三維空間域的物質光速,ΨE爲該系統三維空間域的能量密度,Ψm爲該系統三維空間域的物質密度,ΨE/Ψm 定義爲密度波,k爲該系統三維空間域與其它三維空間

域的能量和物質交換程度,即交互因子,對於一個孤立系統的三維空間域,k=1。

光速四定律設定,前提是大爆炸產生了我們這個宇宙。大爆炸之初,物質只能以中子、質子、電子、光子和中微子等基本粒子形態存在。隨着溫度降低、冷卻,逐步形成原子、原子核、分子,並複合成爲通常的氣體。氣體逐漸凝聚成星雲,星雲進一步形成各種各樣的恆星和星系,最終形成我們如今所看到的宇宙。

宇宙在緻密熾熱的奇點時,具有極高極高的能量。由於能量密度極高,而物質密度極小,所以宇宙的初始膨脹是超光速進行的。宇宙爆炸之後,宇宙體系在不斷地膨脹,能量密度不斷下降,能量不斷創造物質,物質密度不斷增加,這是一個能量密度由大到小、物質密度從稀到密的演化,所以本宇宙的本徵光速是隨時間單調下降的。

如果將本宇宙看作是一個孤立的系統,那麼光速定律1、2、3這三條成立。如果還存在其它宇宙,則光速定理4保證有效性。將一個宇宙或多個宇宙情況推演到一個或多個系統空間域(即下面推論所說的光速位面空間,或者光速空間域),光速四定律同樣適用。

注:宇宙光速稱爲本徵光速,不同空間區域的光速稱爲空間域(或空間域物質的)光速,因爲宇宙本徵光速是隨時間單調下降的,所以宇宙中所有空間域光速都是隨時間單調下降的。

基於宇宙大爆炸學說和光速四定律,可以得出一些有意思的推論:

宇宙由於膨脹,對所有空間來說,最終會達到一種光速絕對的平衡(密度波爲非零常數),或者光速隨時間降爲零(密度波爲零),宇宙最終死寂或死亡;

由於能量和物質基本粒子是以量子(態)爲基數的,所以宇宙本徵光速隨時間的下降變化並不是嚴格意義上保持連續性,而是界變跳躍的,就像原子能級一樣,存在光速位面,據此可以將本宇宙分爲不同的光速空間區域(光速空間域);

光速位面對光速具有“過濾截頻”的作用,也就是說,假如一束光從光速空間區域A以光速c1到達光速空間區域B,其光速被過濾並截頻,變化爲光速空間區域B的光速c2。

對於兩個不同光速位面之間的空間區域(真空域),假如光速存在變化且變化是連續的,則這兩個真空域之間存在非正常空間(異空間,比如空間褶皺)或外來物質(比如存在大質量物體介入);

如果兩個空間域的本徵光速相同,則這兩個空間域的時間相對於宇宙大爆炸時間是相同的,也就是說,處於同一個光速位面的世界,其時間是相同的;

假如某個高級文明能進行超光速航行,想返回到過去,或者說,從較低光速位面世界超光速跳躍到較

高光速位面世界,則由於推論第四條,至少一個光速位面空間(世界)或者跳躍者本身將會發生變化,這個光速位面世界的事件走向或者跳躍者本身的變化,取決於跳躍的影響程度和大小,所以超光速一般選擇在真空域開始,然後跳躍到另一個真空域,這樣避免超光速跳躍影響其中一個光速位面世界或者跳躍者本身;

使一個空間域光速加速下降(或者毀滅這個位面世界)的辦法,可以採取抽能方式(將光速位面空間域的部分能量或者全部能量排到真空域當中),也可以採取填物方式(將外界大量物質填充到這個位面世界);

黑洞是一個極高密度波的地方,所以黑洞是一種超距離航行通道(這種超距離航行有變相的超光速效果)。我們可以利用天然黑洞或者人造黑洞進行超距離航行,至於超距離航行的距離(到達後所處的光速位面空間,不管是高光速位面空間還是低光速位面空間)和所處的時間軸位置,則取決於這個黑洞的性質和密度波大小;

經典理論認爲宇宙是各向同性的,認爲物質在大尺度的宇宙空間中是均勻分佈的,但是,根據推論第一條,只有當宇宙本徵光速達到一個恆定常數時,宇宙纔是各向同性,那時物質纔是均勻分佈。現今的宇宙,是各向異性的,本徵光速越小的位面區域,它的密度波越小,也就是說,其位面區域的物質密度越大,反之亦然成立。

相對論認爲:光速與觀測者相對於光源的運動速度無關,即相對於光源靜止和運動的慣性系中測到的光速是相同的,光速與任何速度疊加,得到的仍然是光速。速度的合成不遵從經典力學的法則,而遵從相對論的速度合成法則。其實,根據本報告光速四定律,其推論是對於處於同一個光速位面區域的物體,速度的合成遵守相對論的速度合成法則,而對於不同光速位面區域的物體,速度的合成遵守經典力學的法則。

能量守恆定律仍然適用,每個光子具備一樣的能量,光子的能量只和頻率相關,這說明頻率不變,又因爲光的顏色和頻率相關,所以顏色也不變。光速是頻率乘以波長,光速降低,頻率不變,那麼只能是波長變短了。由於光速降低,波長變短,在這個太陽系光速壁壘中,我們看到的可見光譜區域要整體偏大,也就是說,在光速壁壘外面的可見光,我們“看不到”。當我們突破光速壁壘,進入更快光速位面空間後,由於波長變長,在更快光速位面空間裡,我們看到的可見光譜區域要整體偏小,也就是說,在光速壁壘裡我們看不到的光,在更快光速位面空間裡會被“看到”爲赤橙黃綠青藍紫。

周源看了這個報告,費了不少時間和精力去理解,畢竟這是一個劃時代的理論,比愛因斯坦的相對論都毫不遜色啊。

(本章完)

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