物质和时空如何交换能量?

如题所述

不过,物理学家又说,这一切都只是表面现象。能量之所以不守恒,是因为我们之前对能量的理解太狭隘。在来自微观方面的质疑中,因为真空也是有能量的,一旦考虑真空能,总能量还是守恒的。在来自宏观方面的质疑中,广义相对论早就告诉我们,当时空被弯曲或平摊开来的时候,能量就会被吸收或者释放出来。所以,发生红移的光子,损失的能量必定是被弯曲的时空吸收了。一旦计及它周围时空的能量变化,总能量也还是守恒的。

这么一来,似乎又无话可说了。不过,能量在物质之间相互交换,是好理解的,但它是如何在物质和时空之间交换的呢?譬如发生红移的光子,是如何把自身的能量传递给周围时空的?

法国物理学家希伯特·罗赛特试图来解决这一问题。他认为,秘密或许就藏在广义相对论和量子力学交叉的地方。

这个既涉及广义相对论,又涉及量子力学的地方,本应以统一的量子引力理论为奥援,可惜该理论至今付之阙如。一个重要原因是,量子力学和相对论的时空观,有着巨大的差异。相对论认为,时间和空间都是连续的、平滑的;然而量子力学却认为,万物都是分立的、一份一份的,倘若深究下去,甚至连时空本身也是如此。

我们迄今描述物理现象,都假设时空是光滑的、连续的。相对论告诉我们,任何一个有质量的物体,甚至一个微观粒子,都会让它周围的时空发生扭曲,扭曲程度依它的质量而定(比如,黑洞把它所在的空间就扭曲成了一个漏斗形)。但倘若时空真是颗粒状的,当然对置身其中的物体会产生影响。就好比一个铁球,在一块厚毯子上滚动,从远处看,它滚到哪儿,哪儿就陷下去,但从近距离看,你会发现毯子表面并非光滑,而是由一根根直竖的、蜷曲的细毛组成的,铁球在运动时,会受到细毛的阻扰而损失能量。罗赛特说,颗粒状的空间对于运动粒子来说,就好比摩擦力,粒子的能量通过这种形式,传递给了“毛茸茸”的空间。

如果这个设想对头,那么自大爆炸以来,宇宙中的物质就在持续不断地丧失能量。固然,对于单个粒子来说,损失的能量是非常之微小的,用目前的设备根本无法探测,但考虑到宇宙之大,之久,这些积累起来的能量必定非常可观,足可用来解释暗能量的起源。换句话说,暗能量不是别的,就是物质在运动时,被时空损耗并吸收的能量。

罗赛特做了一下计算,如果把宇宙中不包括暗能量在内的物质总能量,比作一个10×10×10立方千米的水体,那么每年损耗的能量,仅相当于一个质子的质量。把自大爆炸以来损耗出去的能量全部加起来,跟天文上观测到的暗能量比较,差距从原先的120个量级缩小到7个量级。他认为,如果把他的理论进一步精细化,差距或许还会缩小。

当然,这个理论也并非没有争议。首先,物理学家要想搞清楚粒子尺度上与时空有关的事情是很困难的,因为在天体层面上行之有效的广义相对论,在此失效了。其次,罗赛特理论中的另一个假设,即时空是颗粒状的,尽管在科普文章中已经很流行,但在科学上远未得到证实。所以,要搞清暗能量的真实来源,恐怕还是需要等待把量子力学和广义相对论结合起来的统一理论。

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第1个回答  2021-10-21
”真空存在正负虚粒子量子起伏——科普,达到临界点产生大爆炸产生物质演化出万物,时间是空间的变化”——王民生, 也许整体数学和整体数学公式:Z=SYW,是互联网时代在中国发生的奇迹,整体数学公式也是整体宇宙学定律,根据整体数学预言:能够统一四种物理力的是第五种力——整体宇宙动态平衡力! 在整体数学公式,Z=SYW,Z是宇宙整体,S是思维主体,Y是已知数,W是未知数

整体物理学思想实验
作者:王民生 1、宇宙 2、人类是宇宙的一部分,拥有来自宇宙整体能量、质量、体积的一部分,相对于宇宙万物是可以思维的主体 3、所以人类在现实生活中知道,存在着已知数,还有未知数 可见人们在运用Z=SYW=MC^2=STK^3,Z=宇宙整体,S=思维主体,Y=已知数,W=未知数,T=时间,K^3=空间 解具体的数学以及物理学应用题时,可以根据需要灵活统一数学以及物理学量纲的单位。

整体数学公式也是整体宇宙学定律
作者:王民生 Z=SYW=E=MC^2=STK^3 能量E的单位是焦耳,在整体数学公式也是整体宇宙学定律这里,是宇宙整体能量,Z=宇宙整体,S=思维主体,有质量,有体积、有能量,Y=已知数,W=未知数,T=时间单位是秒,C^2=光速的平方,K^3=立方千米

整体数学公式也是整体宇宙学定律
作者:王民生,根据整体数学公式也是整体宇宙学定律:Z=SYW,的启发:大道至简,所谓宇宙可观测的宇宙的外面是什么,相对于接近真空的区域来说,也许就是我们众所周知的,日常看得见的太阳、月亮和星辰等有质量的物质,根据科普知识,莫比乌斯带是克莱茵瓶的一半结构,莫比乌斯带只有一个面,而克莱茵瓶是三维的而且没有内外之区别,根据哈勃天文观测科普知识,宇宙的确很象太极球体。

整体宇宙学定律
作者:王民生,根据整体数学公式也是整体宇宙学定律:Z=SYW=E=MC^2=STK^3=ST4πR³ /3
Z=宇宙整体,S=思维主体,Y=已知数,W=未知数,与任何“常识”的数学和物理学公式不同的是,首先引入了重要的参与宇宙整体演化进程的思维主体,让相对论与量子力学的矛盾在简洁优美的公式中得到合理的统一,例如:预言能够统一四种物理力的第五种物理力——宇宙整体动态平衡力!

为什么宇宙学定律是简洁优美的?
作者:王民生

设Z=宇宙整体,S=思维主体,Y=已知数,W=未知数
那么Z=SYW

如果Z=E=MC^2

宇宙时间=T,宇宙空间=K^3,Z=STK^3

所以Z=SYW=MC^2=STK^3

能量E=焦耳,时间T=秒,空间K^3=立方千米
数学的定义,我发现实际上与科学的定义完全融合,准备在适当的时候再公开发表。

因为数学的数字1的来源是宇宙整体,而科学探索宇宙整体的奥秘。

所以能够从本质上解决相对论的宏观与量子力学微观的矛盾,任何人为的真与伪的事件,都是在宇宙中发生的,所以,整体数学公式也是整体宇宙学定律才能够经得起实践的检验!

为什么整体宇宙学定律是基础科学?
作者:王民生
宇宙从奇点大爆炸至今的互联网信息时代约137亿年,这是科学家们主要根据能量守恒定律,热力学第二定律,爱因斯坦相对论、质能方程,量子力学和哈勃定律所观测到的宇宙微波背景辐射等数据,宇宙大爆炸和膨胀学理论,越来越符合科学家们的天文观测和科学实验,得到的现代宇宙学知识理论体系。
爱因斯坦的质能方程,E=MC^2揭示了能量与质量在光速不变的条件下的等效关系,属于基础科学范围。
但是核电站的发电原理就是根据质能方程研发出来的,属于应用科学的科学技术范围。
而整体数学公式也是整体宇宙学定律,属于基础科学范围,揭示出能量与时空等效的规律,Z=E=STK^3

宇宙整体动态平衡力

作者:王民生

根据公认的物理学科普,物理学的四种基本力只统一了三种,还有相对论与量子力学存在着矛盾的现象。

在互联网信息时代,人们对物理学的现象的认知,丰富多彩纷繁复杂众说纷纭,包括猜测电子为什么存在着自旋等现象,还有光量子的波粒二象性,以及量子纠缠观测的超距离超光速叠加的概率性现象?

根据整体数学公式也是整体宇宙学定律:Z=SYW=E=MC^2=STK^3

预言,能够解决相对论与量子力学的矛盾,统一四种基本的物理力的,包括量子纠缠的本质,是第五种物理力——宇宙整体动态平衡力!
第2个回答  2021-03-23
宇宙大爆炸时的奇点,不存在时空,只有高浓度的能量,宇宙大爆炸后,宇宙量转化为时空、能量、物质,三者之间有联系又有区别,在一定的条件下可以相互转化,总量即,时空+能量+物质=宇宙大爆炸后恒量。
第3个回答  2021-09-04
物质具有时空能量,而时空能量有节律性维护物质。中间不发生能量交换。
第4个回答  2021-08-31
凡物质皆有能量,强弱不同。物质是运动变化的物质,存在运动变化就存在着能量,就有能。万物皆流,万物皆力,万物皆能。这是自然界的本质性!