时空各维可变系多线矢量子数形矢算物理学(14)

14.根据4维时空和3维空间，各量子，重要[1线矢]模长、[标量]，的表达式，分析其时空运动的特性、规律

14.1.对于，4维时空量子各重要[1线矢]模长、[标量]，的表达式

4维时空量子长度(或，位置、距离)[1线矢]：

r(4)[1]={ic0t[0基]+r(3)[(3)基]}，其模长：

r(4)={-(c0t)^2+r(3)^2}^(1/2)，有：

(r(3)/r(4))^2-(c0t/r(4))^2=1，令：

r(3)/r(4)=z/a，c0t/r(4)=t/b，

c0是真空或太空近似，的光速，

t是光子在真空或太空，从发射点到观测点，经历的时间，

z是光子在真空或太空，从发射点到观测点的红移量，则：

(z/a)^2-(t/b)^ 2=1，是半长轴a、半短轴b，的双曲线。

4维时空量子动量[1线矢]：

p(4)[1]=m{ic0[0基]+v(3)[(3)基]}，其模长：

p(4)=m{-(c0)^2+v(3)^2}^(1/2)，有：

(v(3)/v(4))^2-(c0/v(4))^2=1，令：

v(3)/v(4)=x/a，c0/v(4)=t/b，

c0是真空或太空近似，的光速，

t是光子在真空或太空，从发射点到观测点，经历的时间，

x是光子在真空或太空，从发射点到观测点的动量改变比值，则：

(x/a)^2-(t/b)^2=1，是半长轴a、半短轴b，的双曲线。

本,博主，根据光子的能量与其频率成正比，动量与其速度成正比的特性，具体分析：宇宙间各星体发射或反射的光子，经近似真空的太空，到达地球附近的观测点，都可在3位有效数字内近似地，被视为在均匀真空中运行。

由于光子在真空或近似真空、均匀的，太空中，3维空间的运动速度，不变，其光频率，随，运行的时间t或距离s=c0t，改变的规律应是始终一致的。

只要知道，星系发射光子的某个光频率红移量的数据，就能得到运动到观测系接收时，相应的时间差，t或距离s=c0t，的数据。

已知观测系接收到137(也有取3位有效数字近似值138)亿年前，即，t=137亿年时，某星系的，某个光频率已知的红移量数据，z=22，而从该星系发射时，即，t=0时，当然是z=0。

即已知：t=0时，z=0；t0=137亿年时，z0=22。

t(以t=10亿年为单位，以13.7为1，从0到1)，z(以z=22为单位，以22为1，从0到1)，对照相应各点作图，(粗估数据只能有3位有效数字)表明：

z(=1，22为1)             ：0   .002   .072   .105   .169   .803   1

t(=10亿年，13.7为1 )：0   .073   .730   .803   .876   .993   1

作，t~z图，表明：它确是双曲线的一支。

应有:(z0-z)(t0-t)=常数a,  选取如下3点:

z(以z=1为单位，22为1)        ：.0   .105   1

t(以10亿年为单位，13.7为1)：.0   .803   1

按上式，定3个常数z0，t0，a，就解得：

z=-2.97x10^(-2)-3.05x10^(-2)/(t-1.03)，

就得到观测系在相应任何时间差，t，星体的该光频率相应的红移量，z，的数值。

当t=1.03，z=+,-无穷大。

由于，红移量z=(红移后的波长L(或频率ν)-原发的波长L0(或频率ν0))/原发的波长L0(或频率ν0)，若观测原发的波长为L0(或频率ν0)/n，则经历的时间也都=原有时间的1/n。如图a：

图a

实际上，对于确定的波长L0(或频率ν0)，时间每增加137亿年(即：图a， t，每+1)，红移量，z，就都相等，当时间是整数的137亿年(即t=整数)，红移量就都=22(见图a中， t=1、2、3、4)的曲线。

对于给定的波长，当观测点，红移量，z，愈大，则，该星体(即：z=0，处)距观测点，愈远；左右对称地，当观测点，蓝移量，z，愈大，则，该星体(即：z=0，处)距观测点，愈远。

红移，就是，频率或波长，从蓝到红的移动；蓝移，就是，从红到蓝的移动。

其实，各星系也并非静止不动，而一般也是，互相,或与相应的黑洞，2者绕质心作椭圆运动，3者绕质心作椭球运动，因而，相对地球的观测点，就有，如图b：第2象限，从趋于t轴，-0，到趋于z轴，+无穷大，双曲线的红移一支，和，第1象限，从趋于t轴，+0，到趋于z轴，+无穷大，双曲线的蓝移一支。

图b

因为，人类的感色细胞,只能感觉，波长为380nm～780nm的光。人眼只能看出，频率从高到低，或波长从短到长，的蓝、青、绿、黄、橙、红，看不出，蓝外或红外，光频率或波长的光。

红移和蓝移，2支，都只能看到，“蓝到红”或“红到蓝”的一段，看不到“红外”或“蓝外”的部分。

而蓝移的相应曲线与红移的曲是反对称的，(见图b，第1象限与第2象限)，当2曲线都截断于距t=1，z=22，处，就形成所谓“类似酒瓶形状”。

注意：时空光子的这些特性和运动规律，都源自于，4维时空[1线矢]量子，跃迁于，其各不同的能级，而相应辐射出的，关键在于，4维时空[1线矢]量子，在其相互作用力的作用下，有不同的“能级”。

这正是3维空间量子，在引力的作用下，因不存在，不同的能级，没有在不同能级的跃迁，不可能发射任何“振动”或“辐射”，的“量子”，不可能有任何“集体表现”或“统计几率”，的“波”，的根本原因。

然而，3维空间的，静电力、静磁力、运动力、各种弹性力，却能产生各相应的，在介质中，传播的，光子、声子，热振动子、热辐射子，和各相应的，光波、声波，热振动子、热辐射波。

14.2.对于，3维空间量子各重要[1线矢]模长、[标量]，的表达式

因而，类似地，有：

3维空间，静电，静磁，产生的，在均匀介质中，运动的光子、传送的光波，其光速，c=c0n,n是该均匀介质的光折射系数。

r(3)[1]={ict[1基]+r(3)(2)[(2)基]},

就有与时空光子同样的特性和运动规律，只是，没有，时轴分量，只是3维空间的1个分量与另2个分量的关系，光速是其所在介质中的。

3维空间，电中性量子，产生的，在均匀介质中，运动的声子，和相应传送的声波，其声速，v声=v声0n,n是该均匀介质的声折射系数，v声0是在标准状态空气中的声速。

r(3)[1]={iv声t[1基]+r(3)(2)[(2)基]},

就有与3维空间光子同样的特性和运动规律，只是把所在介质中光速和折射系数换成声的。

3维空间，电中性量子，产生的，在均匀介质中，运动的热振动子或热辐射子，和传送的的热振动波或热辐射波，其速度，v热振动或热辐射=v热振动或热辐射0n,n是该均匀介质的热振动或热辐射折射系数。

k(3)[1]={iv热振动t[1基]+s热振动(3)(2)[(2)基]},

h(3)[1]={iv热辐射t[1基]+s热辐射(3)(2)[(2)基]},

就也都有类似的特性和运动规律。

特别是，发声物体，发出的某声频率的，声子，在近似均匀、平静的介质中运动，经时间，t，(或距离d=v*t，v*是该介质中的声速)，到达，听测，处，相应的，从高频向低频移动量，和从低频向高频移动量，z，的变化规律，也有与发光物体，发出的，某光频率的，光子，有类似的特性，只需把真空或近似真空的太空中的光速c0，换为该介质中的声速v声，时间单位，由137亿年改为秒，即可。

因为，人耳，一般只能听出，频率从低到高，或波从长到短长，的朵、喏、弥、花、索、纳、希，听不出，希外，或，朵外，的声频率或波长。

人耳能听到声音的频率范围是20Hz，到20000Hz；能听到声音的强度范围，与听力的强、弱有关，在0.几个，db，到120db，太大，甚至，振破，耳膜，就更听不到了。

就有与3维空间的光子，类似的特性和运动规律。

而且，声子实际上，就是，3维空间电中性的，辐射子，它与相应的振动子，也类似于，热辐射子与热振动子的关系，因此，声子与相应振动子，随，温度的，频率或波长分布规律，也会有，黑体辐射，类似的规律。

特请注意：以上，光子和声子，在均匀介质运动，其频率随时间(波长随行程)变化规律，都只是它们自己按各自的速度，作匀速运动，即使，银河外星系，因距离远，视角小，看不见，蓝移，实际上，也是“红移”与“蓝移”交替进行的，它们各自的出发点和探测点，都不会像多普勒效应那样，从“进行”转变为，反向的“退行”，并一直退行下去。

而且，多普勒定律，只是在均匀介质中，发声体相对听测者运动，声频变化的规律，对于发光体相对观测者运动，光频的变化，就因，任何物体的速度与光速相比都完全可以忽略，而根本观测不出这种效应。

因而，决不能把2者相混淆，否则，就会造成严重错误！

(未完待续)