個(gè)人對(duì)宇宙的猜想
根據(jù)前人對(duì)宇宙形狀的探究,宇宙應(yīng)該是一個(gè)有限無(wú)邊的三維球面。
首先根據(jù)大爆炸理論,宇宙存在的時(shí)間是有限的,大約137億年,而如果是無(wú)限的宇宙的話,那么最初暴漲階段宇宙的膨脹率就只能是無(wú)窮大,由此產(chǎn)生暴漲的具體機(jī)制是不可想象的。
而宇宙有邊界在邏輯上也說(shuō)不過(guò)去,這不是因?yàn)椤坝钪娴耐饷媸鞘裁??”這種循環(huán)論證,而是因?yàn)槿绻钪媸怯羞吔绲?,假定?qū)動(dòng)宇宙膨脹的力量消失,則物質(zhì)之間的引力會(huì)拖拽整個(gè)宇宙收縮,這個(gè)過(guò)程中宇宙中心收縮的趨勢(shì)一定比外圍要大,即使我們假定驅(qū)動(dòng)宇宙膨脹的力量也是宇宙中心比宇宙外圍要大,但是這會(huì)使宇宙的膨脹率不再處處一致而是中心比外圍快,這與觀測(cè)的事實(shí)不符。
由此宇宙最可能是一個(gè)三維球面。
但是如果宇宙是三維球面的話,宇宙各處的時(shí)間不應(yīng)該是梯度分布的嗎?就像地球表面的緯度分布一樣。
那么要怎樣才能保證三維球面的時(shí)間是大致相同而不是梯度分布呢?只能讓維度像經(jīng)典矢量場(chǎng)一樣分布才可以。
我們進(jìn)一步想,把平行宇宙引入。這種情況下平行宇宙要怎么存在呢?只能是在三維球面外并列存在。無(wú)數(shù)的向外發(fā)散著時(shí)間的場(chǎng)源驅(qū)動(dòng)著各自的三維球面膨脹,而它們存在的這個(gè)四維球面也在膨脹著。
這里維度之所以不是球面均勻發(fā)散是因?yàn)樵谄叫杏钪娲嬖诘那闆r下,會(huì)造成同一位置擁有多個(gè)時(shí)間矢量的情況。而如果我們的宇宙是唯一的,則這種球面均勻發(fā)散的假說(shuō)可以成立。但是這就不便于解釋宇宙的暴漲和加速膨脹的問題了。
如果前面的經(jīng)典矢量場(chǎng)假說(shuō)是合理的,那么我們可以由此去考慮低維度。我們的三維球面中并列存在著無(wú)數(shù)向外發(fā)散著第三維度的場(chǎng)源并驅(qū)動(dòng)著各自的二維球面膨脹,而三維球面本身也在膨脹著,以此類推直到零維的點(diǎn)為止?;蛘哒f(shuō)n+1維球面就是由并列存在的發(fā)散著第n+1維度的場(chǎng)源和其各自的n維球面構(gòu)成的。
那么宇宙中的萬(wàn)物要怎么在無(wú)數(shù)的二維球面中運(yùn)動(dòng)呢?只能是從不同的二維球面之間不斷躍遷,或者說(shuō)宇宙中的萬(wàn)物只是這些二維球面的特征的體現(xiàn),萬(wàn)物的運(yùn)動(dòng)只是這些特征的躍遷罷了。
而且宇宙是否是三維球面是可以通過(guò)觀測(cè)驗(yàn)證的。
我們先考察二維球面的情形。
假設(shè)有一個(gè)扇形在一個(gè)二維球面上,對(duì)于一個(gè)二維生物來(lái)說(shuō),該扇形的頂角為扇形的弧長(zhǎng)與扇形的腰長(zhǎng)之比,而實(shí)際上該扇形的頂角是從該扇形除頂角處頂點(diǎn)外另外兩個(gè)頂點(diǎn)向頂角處頂點(diǎn)與二維球面所在球體球心之間連線作的兩條垂線構(gòu)成的角。設(shè)扇形腰長(zhǎng)為r,扇形弧長(zhǎng)為L(zhǎng),球體半徑為R,則角δ滿足:
L=δRsin(r/R)
則頂角α=L/r=δsin(r/R)/(r/R)
現(xiàn)在假設(shè)在這個(gè)二維球面上有一個(gè)等邊三角形,設(shè)其三條邊中一條邊對(duì)應(yīng)圓弧長(zhǎng)為r,則圓弧對(duì)應(yīng)球心角θ滿足:
θ=r/R
現(xiàn)在擴(kuò)展到三維超球面的情形,
假設(shè)有一個(gè)底面邊緣為圓周的球面棱錐,對(duì)于一個(gè)三維生物來(lái)說(shuō),該球面棱錐的頂球面角為球面棱錐底面積與球面棱錐腰長(zhǎng)之比,而實(shí)際上該球面棱錐的頂球面角為從底面邊緣所有點(diǎn)向球面棱錐頂點(diǎn)與三維超球面所在四維球體球心之間連線作的垂線構(gòu)成的球面角。設(shè)球面棱錐腰長(zhǎng)為r,球面底面積為S,四維球體的半徑為R,則球面角β滿足:
S=βR2sin2(r/R)
則頂球面角ε=S/r2=βsin2(r/R)/(r/R)2
現(xiàn)在假設(shè)在這個(gè)三維超球面上有一個(gè)正四面體,設(shè)其四個(gè)面中一個(gè)面對(duì)應(yīng)曲面的面積為S,則曲面對(duì)應(yīng)四維球心角γ滿足:
γ=S/R2
式中γ在數(shù)值上等于曲面的球面角超。
而如果將底面球面等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)作空間連線得到一個(gè)平面等邊三角形,則三條直邊都在對(duì)應(yīng)圓弧邊所在圓平面上。我們以該平面等邊三角形的形心為原點(diǎn),以形心向某一直邊作的垂線為X軸,以形心與球心之間連線為Z軸,作空間直角坐標(biāo)系。設(shè)三角形頂點(diǎn)到形心的距離為a。
則其中兩個(gè)頂點(diǎn)到橫坐標(biāo)分別為a/2,兩個(gè)頂點(diǎn)到球心的距離為R。
因?yàn)橹边呍趯?duì)應(yīng)圓弧邊所在圓平面上,所以球心與該直邊的垂線長(zhǎng)為√(R2-(√3a/2)2)。
則圓弧邊中點(diǎn)的橫坐標(biāo)為Ra/√(4R2-3a2)。
所以圓弧邊平面投影的方程式為(4R2-3a2)x2/R2a2+y2/R2=1
換算成極坐標(biāo)為ρ=f(е)=Ra/√(4(R2-a2)cos2е+a2)
另外,根據(jù)直邊在對(duì)應(yīng)圓弧邊所在圓平面上,可知r,R和a之間滿足:
cos(r/R)=1-3a2/2R2
取該平面投影在第一象限的部分,根據(jù)面積的曲面積分,被積函數(shù)為R/√(R2-ρ2),而由此球面等邊三角形的面積可以六等分。
所以S=6∫????o?de∫?????Rρ/√(R2-ρ2)dρ=2πR2-6R2arcsin√(1-1/(2(cos(r/R)+1)))
則γ滿足:
γ=S/R2=2π-6arcsin√(1-1/(2(cos(r/R)+1)))
而頂球面角在數(shù)值上等于底面的球面角超。
則頂球面角ε=sin2(r/R)/(r/R)2(2π-6arcsin√(1-1/(2(cos(r/R)+1))))
所以我們通過(guò)在宇宙中找一個(gè)足夠大的平面等邊三角形理論上就能驗(yàn)證。事實(shí)上我們能夠找到的最大的平面等邊三角形是兩條射向我們的夾角為60度的宇宙微波背景輻射。但是我們?nèi)匀灰紤]到這個(gè)球面角超可能是非常小的,我們并不知道宇宙當(dāng)初在暴漲階段尺寸的膨脹程度,根據(jù)現(xiàn)在的觀測(cè)結(jié)果,球面角超應(yīng)該小于千分之一,則宇宙的半徑應(yīng)該大于465÷0.04778≈9732.1億光年,而我們認(rèn)為的宇宙半徑即宇宙的半圓弧長(zhǎng)應(yīng)該大于9732.1×π≈30574.3億光年。所以宇宙是三維球面的可能性仍然是存在的。
而以此為基礎(chǔ)繼續(xù)思考。三維球面因?yàn)槠鋬?nèi)部能量分布不均,導(dǎo)致其各個(gè)部分的時(shí)間流速不一致于是其各個(gè)部分存在于不同的的三維空間里,形象地說(shuō)就是球面上擁有褶皺。這使得球面各個(gè)部分的時(shí)間是不一樣的,如果從三維生物的角度來(lái)看,宇宙各個(gè)部分的時(shí)間將呈類似某種場(chǎng)一樣的分布,且一般情況下各個(gè)部分的時(shí)間之差會(huì)越來(lái)越大。
注意,在這里,我們認(rèn)為的三維空間實(shí)際上是那個(gè)帶有褶皺的三維球面,而不是真正的三維空間。之所以我們有這樣的體驗(yàn)是因?yàn)閷?shí)際上宇宙中的萬(wàn)物只是這些二維球面的特征的體現(xiàn),而萬(wàn)物的運(yùn)動(dòng)只是這些特征的躍遷。用一個(gè)形象的比喻,我們認(rèn)為的三維空間即那個(gè)三維球面是一個(gè)三維的顯示屏,那些二維球面就是上面的顯像管,而宇宙中的萬(wàn)物則是這個(gè)顯示屏所顯示的圖像,它們的運(yùn)動(dòng)則是這些圖像的運(yùn)動(dòng),這些顯像管所傳遞的特征除了能量密度、能量流密度、動(dòng)量密度和動(dòng)量流密度以外均不會(huì)對(duì)其外部的顯像管的時(shí)間流速產(chǎn)生影響。
由此可見,宇宙某一部分的能量密度會(huì)使這一部分及周圍的時(shí)間流速變慢,在黑洞的事件視界,黑洞的質(zhì)量使得那里的時(shí)間流速為0,在黑洞內(nèi)部,時(shí)間向“內(nèi)向”流動(dòng)。而黑洞的奇點(diǎn)表現(xiàn)為所有的質(zhì)量特征通過(guò)躍遷全部集中于一個(gè)二維球面上(甚至黑洞內(nèi)部的能量密度可以切斷特定二維球面間的聯(lián)系從而在空間被撕開的邊緣形成一個(gè)球形的“奇殼”),而一般情況下二維球面的第三維度場(chǎng)源與其周圍距離最近的第三維度場(chǎng)源之間的距離即是普朗克長(zhǎng)度,由此就不存在奇點(diǎn)無(wú)窮大的問題了。而普朗克時(shí)間也不是普朗克長(zhǎng)度除以光速,這個(gè)結(jié)果沒有物理意義,而是三維球面的時(shí)間場(chǎng)源與其周圍距離最近的時(shí)間場(chǎng)源之間的距離。
而既然三維球面就是由并列存在的發(fā)散著第二維度的場(chǎng)源和其各自的二維球面構(gòu)成的。宇宙中的萬(wàn)物只是這些二維球面的特征的體現(xiàn),萬(wàn)物的運(yùn)動(dòng)又只是這些特征的躍遷。那么我們可以通過(guò)某種辦法將一個(gè)范圍內(nèi)的二維球面與這個(gè)范圍之外的二維球面切斷物理聯(lián)系,并使這個(gè)范圍內(nèi)的二維球面在四維空間中整體作拋體運(yùn)動(dòng)。通俗的理解是把宇宙中的空間“挖”出一部分,然后在四維空間中將其“拋射”出去。這樣由于是“空間”在運(yùn)動(dòng),就沒有相對(duì)論的限制,原則上我們可以花任意長(zhǎng)的時(shí)間去往任意遠(yuǎn)的地方。
但是實(shí)際上有至少兩個(gè)問題需要考慮。首先,這部分空間的發(fā)射方向是什么,這里的發(fā)射方向是指順著時(shí)間箭頭的方向還是逆著時(shí)間箭頭的方向。這里因?yàn)槟芰棵芏冗@個(gè)特征雖然在減慢其空間的時(shí)間流速但是這種減慢一般不足以使其空間的時(shí)間流速減為0甚至逆向流動(dòng),所以如果將這部分空間向外向發(fā)射,那么這部分空間將向外一直運(yùn)動(dòng)下去直到碰到其他的平行宇宙并成為其一部分。因此我們必須向內(nèi)向發(fā)射才能讓空間到達(dá)我們這個(gè)宇宙的其他位置。其次,根據(jù)熱力學(xué)第二定律,我們宇宙的所有物理過(guò)程都是向著熵增的方向運(yùn)動(dòng),且熱力學(xué)箭頭不會(huì)隨著時(shí)間箭頭的變化而變化。因此,假如這部分空間中的人前半段經(jīng)歷的時(shí)間是5000000年,后半段經(jīng)歷的時(shí)間是5000010年,那么當(dāng)其到達(dá)目的地時(shí),對(duì)于我們來(lái)說(shuō)他經(jīng)歷了5000010-5000000=10年,對(duì)于他來(lái)說(shuō)也是經(jīng)歷了5000010-5000000=10年,但是由于熱力學(xué)箭頭不變,他在熱力學(xué)層面上經(jīng)歷的時(shí)間卻是5000010+5000000=10000010年,如果沒有人體冷凍休眠技術(shù),他已經(jīng)尸骨無(wú)存了。所以這種星際旅行如果可行是一定需要人體冷凍休眠技術(shù)的。
但是實(shí)際上我們或許不用擔(dān)心熱力學(xué)時(shí)間,這取決于時(shí)間究竟對(duì)于多少位移,這一段的論述并沒有多少根據(jù),僅僅是猜測(cè)。我們回頭看這里被否定掉的“普朗克時(shí)間”,我們有理由相信“普朗克時(shí)間”對(duì)應(yīng)于1/(3×10?)m的位移,由此根據(jù)宇宙年齡137億年計(jì)算這里的宇宙半徑R為:1.37×101?×3.1536×10?/(5.38×10???×3×10?)=2.676×10?3m=2.829×103?光年,如果這是真的,即使我們用宇宙微波背景輻射作等邊三角形測(cè)量球面角超,球面角超ε=1.806×10??1rad,這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了我們可以測(cè)量的能力。這使得我們即使去非常遙遠(yuǎn)的地方時(shí)間的變化也會(huì)很小,或許量子糾纏中“幽靈般的超距作用”就是由弦論中可以超光速的快子在四維空間中沿著歐幾里得四維直線傳遞隱變量信息,所以量子糾纏其實(shí)是需要時(shí)間響應(yīng)的,只不過(guò)這個(gè)時(shí)間即使是對(duì)于隔著幾百億光年距離的糾纏態(tài)粒子來(lái)說(shuō)也少到忽略不計(jì)。這又意味著如果我們可以掌握這種“超距作用”中快子的作用機(jī)理,我們就可以借助量子糾纏進(jìn)行基于快子的超光速通信。這些需要大量的理論證明和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。