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探讨物体在空间中绝对静止存在的可能性
温海龙
摘要:在经典力学体系中,物体的运动状态具有相对性,不存在绝对的静止或运动,一切静止均为相对概念。静止与匀速直线运动本质等价,其差异仅体现于参照系的选择;静止可被视作特定参照系中速度为零的匀速直线运动,是该参照系下的一种特殊状态。然而,我们所处的物理世界并非经典力学所描述的理想空间。基于此,本文将尝试探寻现实世界中速度为零的匀速直线运动状态,即相对于整个宇宙框架的绝对静止形式。
关键词: 向心力 相对性 时间上限
1转动上的绝对静止
首先,我们先看一下经典时空中的圆周运动,其实我们很容易找到这个运动的绝对静止和绝对转动。与直线运动不同,直线上可以存在无数个不同的速度,而每一个速度都可以对应一个它所在参考系的相对静止,而且各个相对静止之间完全等价,也找不出它们之间的任何区别。
与直线运动不同,只是在圆周运动上存在着一个向心力,所以这就导致了一个结论:经典时空中圆周运动只能存在一个的绝对静止,其余的都是绝对转动。
其实这很好解释,现在我们先找到一个静止的,没有转动的物体,以它为参照物作为绝对静止,现在忽然让它转动,然后我们以这个转动作为参考系,我们认为它没有转动,是静止状态,也就是我们让世间万物跟着它一起转动,让这个物体,这个转动保持着相对静止,我们来看看会发生什么?
我们发现,所有的物体,都叠加上了一个以这个转动中心为圆心的圆周运动,而且这个圆周运动还是在无外力作用下的惯性运动,而且这个速度还与距离圆心成正比,所以这距离只要到了一定程度,这距离之外可就都成了超光速,所以,这不就出问题了吗?当然,在经典力学中这不是问题,光速也只是速度中的普通一个而已,关键是我们的世界不可以让物体真实超光速存在啊。
现在不讨论超光速,说超光速只是为了说明我们的世界不是标准的经典时空,只是为下文中寻找直线中的绝对静止的存在提供一点理论依据。
所以说,在经典时空中,根本不存在所谓的相对静止和相对转动,在这里,是静止就是静止,是转动就是转动,根本就没有什么相对转动一说。
我们只需要让一个物体所受合力为0,看看它所在运动,如果他做匀速直线运动或者静止,那么他就是以转动中的绝对静止为参考系,如果它叠加一个指向某点的圆周运动,那么他就是以这个点为圆心的绝对转动系作为静止参考系。也可以让这个物体做匀速直线运动,所受合力为0,则处在静止参考系,所受合力不为0,如果受到一个随时指向某点,不断变化的力,那么它一定不是在一个静止的参考系。
为什么即使在经典时空中也不能存在一个转动上的相对静止和相对转动呢?这是因为物体转动会受到一个向心力,直线上可以存在相对静止和相对转动,是因为它没有这个向心力,如果物体圆周运动所受向心力为0的话,自然也可以存在转动的相对静止和相对转动,只需要随时提供一个叠加圆周运动的反向圆周运动即可,如果这个运动所需向心力为0,自然可以跟随那个转动参考系转动保持相对静止,只是这个向心力不为0,而且大小还随距离平方成正比,距离越远,这个力就所需越大,这时哪怕一个轻微转动,对远处也会产生一个巨大变化,所以这个物体是否转动自然一目了然,想忽略都忽略不了。
2空间中物体之间相互联系的具体分析
现在我们说下经典力学中的经典空间,经典空间可以用三条坐标轴表示,其中三条坐标轴完全等价,并且两两之间垂直,任意两个组成平面,加上第三条坐标轴组成立体,无限延伸。也就是从某个点的前后左右上下这六个方向无限延伸,形成一个无限空间,这也就是我们所说的三维空间。在三维空间中,各处各点完全等价,各向同性,物体在三维空间中以长宽高的立体形式表现。
现在说下我们所处的空间,我们所处在的这个三维空间,应该是一个物体之间以光速联系,物体的联系与距离成反比的空间,具体可以参考一下以前我写过的一篇文章:《关于光速不变原理的数学推论和尝试》,文中指出:关于空间中不同物体之间的联系何以与距离成反比,其实从相对论中的光锥事件中也可以推出,而所谓的光锥的边缘,从另一角度来说,我们认为光锥边缘就跟光锥中心事件同时发生也是符合逻辑的。所以从这一角度也可以说,空间上两个物体之间的相对同时,对应着的是对方的所谓过去,延迟的时间差是两者的距离除以光速,距离越大,对应的时间差距越大,并且相互联系,严格的成反比,如果相距1光年,那么彼此对应着对方的1年前,它们两者的时间差也就可以在2年之间,如果相距2光年,他们两者的时间差就是4光年。也就是说在这段时间差内,他们可以在各种角度随便对应各自的时间。如果真是这样的话,那么可以看出空间中不同的物体之间都相对独立的各自发展着,相对联系的各自发展着,距离越大,越加相对独立,联系也越加不密切。两个极端是无限远和处于同一点,当他们无限远时彼此完全独立,各自发展各自的,彼此互不干扰,两者时间可以随便对应,同一点时完全联系,两者时间完全统一。
现在用时间上限和下限来表示这种联系。还是上面的例子,两个物体相距1光年,两者间延迟的时间差可以在2年之间,那么这2年的起点和终点就是他对应的时间下限和上限。具体表示一下就是:空间中有AB两点,两点相距1光年,此时在A点发生了事件a,此时正好在A点看到了B点发生了事件b(其实也就是A看到了B),那么A点对B点的时间下限就是b事件,然后在B点经过一段时间后,在B点看到了A点发生事件a(其实就是B看到了A看到了B),此时B点发生了事件c,那么A点对B点的时间上限就是事件c,事件b和c之间相差2年,正好对应两点的时间差距,上面A看到了B,这是B点对应A点最早时刻的相对同时,B看到了A,这是B点对A点最晚时刻的相对同时,它们正好对应A点的同一时刻,也就是事件a。事件b和事件c自然不可能同时发生,但是两个事件确可以对应事件a同时发生,这两个事件正好是A点事件a,所能对应的B点的时间的最早和最晚,也就是A点时间的下限和上限了。
现在说一种特殊的对应,黑洞与周围物体的时间对应。黑洞对应的是万有引力,以前我写过一篇文章《从万有引力到信息的空间传递》,我们先考虑两个物体的其中一个,我们知道他的质量固定,那么他“吞噬”周围空间的速度就恒定,那么这个物体他周围的空间,就会不断以这个物体为中心,以不同的速度在消失着,而且距离中心越近消失越快,距离越远,消失越慢,并且很容易证明,消失的快慢正好与距离的平方成反比。
对于万有引力是什么,我们暂且先不讨论了,总之,黑洞造成的结果就是,信息只能进不能出!注意,信息可以进,那就是黑洞可以与周围物体产生联系,其实也是一种单方面联系,虽然如此,但是有信息流入,也就是表示可以有一个时间的上限或者下限!现在代入上文中的AB两点,A代表黑洞,B代表周围物体。所以对于处于黑洞中的A来说,它可以看到B,所以它可以对应黑洞外的物体有一个时间下限,但是黑洞外的B永远看不到黑洞中的A,所以对黑洞中的物体来说,它只有一个时间下限而没有时间上限,这也就意味着它们只有一个下限的相对同时,即黑洞里A看到B的那一刻与流入A的画面中,画面中B的那一刻是相对同时。这意味着黑洞中A看到B那刻黑洞的以前,与流入黑洞中的画面,画面B的时刻B的以前,它们都是A和B共同的过去,共同的以前。至于两点以后的时间,因为没有时间上限制约,所以它们这一刻的以后,可能是他们的过去,也可能是它们的未来,这要看它们具体怎么联系才能决定。没有联系之前,没有信息交流之前,它们之后的时间完全是无法确定的。可以具体举个例子,比如黑洞中的A正在举办婚礼,这时候看到了黑洞外的B有新娘的妹妹正好路过,那么这就是他们的相对同时。这时候B点的新娘妹妹可以瞬移到黑洞来参加他们的婚礼,这就是他们的性对同时变成真实,至于更早,那不可能,因为这已经是它们的时间下限了,至于这之后的时间,因为没有时间上限,那就是随意了。比如妹妹随后去某个宇宙参加了一个辩论大赛,过了10万年想起了姐姐还在结婚,于是赶紧赶到黑洞,并且正赶上婚礼继续,也可能妹妹马上赶往黑洞,结果赶到时,黑洞已经过去了几百万年,这就是黑洞特殊的只有时间下限没有上限的对应,这是因为时间没有形成闭环,即只有一个我看到了他,有了时间下限,但是没有他看到了我看到了他,所有没有时间上限,造成了没有时间上限的对应。
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