一种新的引力表述模型及相关推论
2015年4月16日 16:05 作者:苗 壮一种新的引力表述模型及相关推论
苗 壮 郑州轻工业学院 河南郑州 450002
【文章摘要】
对时间倒流思想实验中违反直觉的引力方向不变现象，展开合理推论。利用物质在四维时空中掉落速度的差异，构建出一种全新的引力模型，并推导出因掉落速度改变，损失的质量转变为能量的数量关系。该模型能够合理解释黑洞、多维宇宙和暗物质等现象。
【关键词】
引力；时间井；质量；光速；黑洞
中图分类号:P142 文献识别码:A
0 引言
时间的流逝形如播放电影，电影的存储形式从诞生之初的胶片到磁条再到现在的数码媒介，发生了天翻地覆的变化， 但电影的本质：重现过去，没有改变。设想一只杯子从桌上掉落，电影可以轻而易举的将这一过程重现。如果反方向播放放影像，杯子会跳回桌上。而真实的杯子却不可能轻而易举做到这一点。
似乎容易证明，我们不断记忆未来的事。可相反，如何证明我们不是在忘记未来没发生的事? 也就是，如何证明我们不是在向受精卵方向发育? 为什么直觉上时间是向前流淌，而非向后?
杯子下落，固然是万有引力的作用。但是电影里回到桌上的杯子只有在受到大小相同，方向相反的万有斥力的作用才会发生。显然，杯子旁边的人并没有随着电影的重放而飘起来。
主流学术观点认为，引力是有方向的，并且不随时间逆转改变，时间有方向。那么就产生一种合理推论解释上述矛盾： 引力和时间都有方向且方向一致且不可逆。
1 质量因速度而产生
1.1 三维世界在四维观察者看来是圆柱体
宇宙原点大爆炸，时间与物质同时创生。如果引力方向与时间方向一致，那么物质运动方向与时间的方向一致。可以认为，三维的物质沿着四维时间井做落体运动。 那么落体速度是多少，物质的轻重是否与掉落速度有关?
光没有质量，无论采用何种参照系， 光在真空中运动速度最快。比光重的中微子，运动速度仅次于光。可见物质越轻，速度越快。
在太初核合成，原始粒子之后，所有的物质和时间都向同一方向运动。重物质掉落慢，轻物质掉落快。当掉落速度快的氢撞上更重的粒子，其速度被降低，随后有更多的氢与之前的相撞，并不断累加， 体积随之变大，形成原始恒星。
三维世界的观察者所见空间各向同性为球体。四维观察者所见的空间为圆柱体。因为纵向延伸和横向延伸的速度相同时，运动轨迹即为圆柱体。
三维空间中球体竖直下落，运动轨迹，即为圆柱体。所以四维观察者所见的包括恒星在内的一切物质都是是平坦的， 视为圆柱体的一个切面，重物质在下，轻物质在上。三维世界所观察到的物体，无论多么立体，也只是四维空间的投影。
1.2 物质在空间中的运动速度决定质量
质量的描述随研究的深入不断改进， 但是量值都是相对的。质量这个量纲可以用物质在时间井这个圆柱体中掉落的速度差异所取代。
引力量纲同样可以用掉落速度差异取代，时间井上方掉落速度快的物质对时间井下方掉落速度慢的物质不断趋近的趋势，即为引力。
宇宙初创，时间井形成并开始膨胀， 其前端可视为底部并不断向前掉落。于是物质的掉落速度快慢就可以用物质与时间井底部的相同时间的运动距离的差异表示，这个距离是四维空间的距离。
困难在于，四维空间的距离和掉落速度在没有更高维度参照系的情况下，无法精确测量。无论时间井底掉落的多快，相对三维观察者而言，速度都是不变的。这与河流上船只的运动相似，如果不以河岸为参照系，那么无法精确测量船只速度。但是在时间井里掉落的所有物质都可以用与时间井掉落速度的比值表示。
光速在真空中恒定不变。一个以任何速度运动的人向前投射的光速均为常数c。在四维时间井里掉落掉落速度永恒不变的物质，只能是那些与时间井本身的掉落速度没有差异的物质。
与时间井本身的掉落速度没有差异的，只能是时间井本身，三维观察者所见的光波是四维空间本身的波动。之所以包括光在内的电磁波传播过程无需介质，是因为电磁波就是空间本身的波动。由此所有的电磁现象都可以用空间的扰动解释。
电子绕某一旋转轴旋转，产生磁现象。平面化的磁场像哑铃，三维磁场像两只对接的漏斗。
设想一只盛满水的杯子，用小棒沿杯壁搅动，使其形成漩涡，一滴墨滴落在漩涡的边缘，会被吸入漩涡。相类似，如果另一杯旋转方向相反的水与其液面相接，水定会四处飞溅。
磁场就是被电子搅动的空间漩涡。与杯中旋转的水类似，旋转方向相同的异极互相吸引，旋转方向相反的同互相排斥。磁单极并不存在。
光也是空间本身的波动。所以光在三维世界的运动速度和在四维时间井的掉落速度是一致的，也就是说空间距离a 和b 相等( 如图1 所示)。斜边c 是物质实际运行路径。但是直角三角形斜边c 大于直角边a 和b，那么在相同时间里，走斜边的光应比走直角边的光速度快。否则不能同时落在同一直角三角形底边上。但空间波动速度与时间井底部掉落速度相同。
a、b、c 距离不等，但速度相等，只c 边被拉长可以解释。这就是为什么光传播越远，波长越长（红移了），因为空间本身膨胀了。
图1 光在时间井掉落的路径
反之，空间停止膨胀，空间也停止波动，时间就停止了，时间也失去了物理意义。时间井就是不断膨胀的宇宙空间。不同于三维观察者所见的球形，四维观察者所见的时间井是圆柱体。
设某一个粒子距时间井底部垂直距离为S1，当该粒子行进完S1 全程时，时间井底部所行进的距离为S2。
则粒子相对时间井底部运动的快慢可以表述为单位时间运动距离之比:
时间井掉落的速度是光速(c)。所以粒子运动速度，即粒子在时间井里的掉落速度用速度质量(Vm) 表示。
则Vm= ×c(S1<S2) (1)
物质掉落的快慢反应的是物质相对时间井底部的趋近速度的能力，小于一倍光速。质量是物质在时间井掉落的相对速度，引力是快物质向慢物质运动的趋势。
2 核聚变源于轻物质对重物质的挤压
2.1 通用质量单位m 的另一种表达方式
四维观察者所见的恒星，是时间井圆柱体的一个截面，靠近时间井底部的重物质运动速度慢于远离时间井底部的轻物质运动速度。故而轻物质会对重物质施加压力，当压力增大到临界点时，会发生核聚变，形成更重的物质，掉落速度进一步变慢。经典的质量定义，可以借用重力公式
F=mg， m= (2)现在用四维观察者的视角定义F 和g。
假设一枚地球上的钢球在时间井掉落速度即速度质量为Vm1; 地球的速度质量Vm2， Vm1>Vm2。
于是地球对钢球的引力F 的意义可表述成，钢球所包含所有粒子向地球趋近的能力的算术和。其大小取决于钢球包含粒子总数，及这些粒子的掉落速度比地球的掉落速度差值。也就是，所有组成钢球的粒子的时间质量与地球的时间质量差异之和。
F=n×(Vm1-Vm2)。(n ∈ R+) (3)
重力加速度g 意义为，钢球和地球掉落相同的一段四维时间井的路程，两者速度之差与所用时间之差的比。也就是钢球掉落速度变化比地球速度变化的快的程度。
设钢球掉落的时间为t1，地球掉落的时间为t2。可得
g= (4)
联立式(3)(4) 可得
m = = n× =n×(t2-t1) (5)
可见所测量的相对质量数值，就是两物质掉落相同距离所用的时间之差的倍数。但聚变反应会让多个物质聚变成速度更慢的少量物质，导致聚变后的物质加速度不断变小。但是这个加速度只能无限趋近于零。
式(5) 结果说明物体运动越接近光速质量越小，如果光子代替钢球，那么t1 是光掉落单位路程所用的时间，而且没有更高维度做参考系，光速这个" 河流" 的" 流速" 必然恒定为一个常量。物质速度越快，那么行进完单位路程所用的t2 就越小， t 2-t1 的差就会越小，那么质量m 也就越小。这看起和相对论是矛盾的，相对论指出物体越接近光速，质量越大，其实描述的是物体在受到外力加速的另一种情况。
目前国际通用的质量单位m 是一个依赖测量的相对质量，之所以可以被仪器量化。是因为相对的掉落时间被其他物质的运动所作用，
2.2 挤压产生的核聚变
因不同物质在四维时间井中掉落速度不同，呈现出重物质在下，轻物质在上的分层结构。
例如，时间井下方的氢同位要素承受比上方的氢更多的压力，当压力达到临界点时塌缩，聚变成更重的氦。显然氦的质量比氢大，但并非恰好2 倍。也就是说，聚变后的物质在时间井中的掉落速度并没有降低到原来的一半。
亏损的掉落速度，也就是时间质量， 转变成电磁波的形式释放掉了。这些能量等于所亏损的掉落速度。如果以光速运行时拥有的能量。也就是质量亏损部分所拥有的动力势能。
适用势能公式:
ΔE=Δmgh。 (6)
由式(5) 可知，式(6) 中m 为仅依赖于不同物质掉落相同距离所需时间差值的倍数。实际情况是有 m 个质量变成能量， 速度亏损了m 个，m 个时间质量如果以光速行进的话释放的全部能量。这个m 是亏损前的m1 减去亏损后的m2，是Δm( 该数值为仪器测量值)。
式(6) 中g 为引力加速度，表示物质质量亏损前vm1，与质量亏损后vm2 掉落速度之差与时间的比值，也就是亏损的那部分质量本应该具有的加速度。
表示为:
(7)
式(6) 中h 代表亏损的质量转化为电磁波后，在时间井里dt 时间行进的路程， 等于速度乘以时间，表示为c×dt，这些都是瞬间完成的。
上述代入式(5) 可得:
E = Δ m × ×( c×dt)= Δm× (vm2-vm1) × c (8)
其中vm1 和vm2 都是时间质量，是在时间井中掉落的速度，所以他们的差值也就是亏损的那部分" 时间质量" 的掉落速度，同样代表着倍的光速。
但在没有四维参考系的情况下，包括光在内的物质掉落速度是不能被准确定义并量化的。仪器检测到质量只是时间井里物质掉落快慢的相对表现。我们测量到的Δm 数值，已经是倍光速的融合值。
Δm = ×c (9)
将式(9) 代入式(8) 可得:
E = ×c× (vm2-vm1)× c = ×c2 (10)
由于物质在时间井中的掉落速度不能准确定义并量化，掉落速度的差值才是可以被仪器测量的量。亦即:
Δm= (11)
将式(11) 代入(10) 可得:
E =Δm×c2 (12)
3 一些相关推论
3.1 黑洞
在式(5) 中， t1 和t2 分别是行进同一段时间井路程某物质和光所用的时间。这个时间越大，表明掉落速度越慢，质量也就越大。当掉落速度接近无限慢时，t2 趋近于无穷大。质量也趋近于无穷大。
所以质量无穷大的物体相对于时间井，掉落速度为零。这意味着它不随时间井掉落，它把时间井壁挤压出破洞，进入更高维度的空间，像从船上扔下的石头， 沉入河底。
这个破洞形式上表现为黑洞，它是时间井壁的疮疤，所有的物理定律在里面都不适用了，因为它遵循另外维度的规律。
任何波长小于等于该黑洞直径的空间的波动亦即电磁波动，传播经过这块伤疤时会终止传播而掉入另一维度。
上文阐述的引力是： 时间井上方掉落速度快的物质对时间井下方掉落速度慢的物质不断趋近的趋势。
而黑洞相对于时间井静止，那么所有非静止的物质与黑洞相遇都会撞上去，而掉入另一维度。
3.2 多维宇宙
物质不会凭空消失，落入黑洞的物质会在另一个维度中以白洞的形式将物质喷发出来。白洞与这个维度中所有物质同时创生。我们宇宙最初的那次大爆炸， 正是那颗白洞。它是另一个宇宙的黑洞。而所有存在于我们宇宙中的黑洞，都是另一个宇宙的白洞。在五维空间观察到的宇宙，类似于一棵树，树上的每一根分枝都是一个完整的四维宇宙。
3.3 暗物质
光速行进的方向与时间井掉落方向一致，我们能观察到的光只能从时间井上方传来，我们所有观察到的星系、星云无一例外都处在时间井上方。我们观察到的光可以说都来自时间井上方的“过去”。这些星系、星云的演化程度比时间井下方的“未来”要低。
例如，用手电筒照射自己的眼睛，所看到的亮光，是因为眼睛在时间井中向” 未来”方向移动到预期的位置，这个位置恰好接收到来自数纳秒前手电筒发出的光。 手电筒开始发光的那一时间点，眼睛并没有接收到该束光。
这意味着，我们观察到的所有光线， 都不会是在时间井中处于我们“未来”的物质，而只能观察到“过去”的物质。
时间井底部的掉落速度等同于光速， 我们的运动速度远远低于光速，我们并非处于井底。那么所有看不到的，处于时间井“未来”的物质就是暗物质。这可以解释观察到的宇宙质量和理论上不相符，暗物质对其他物质只有引力作用。
【参考文献】
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