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关于能量场与光子的思考

(2006-03-19 21:32:02)

能量场无时无刻包围在我们周围,就在我们身边,我们感觉得到它的存在(温度)。只要环境的温度高于绝对零度,就有能量场存在。(实际上,宇宙的温度只能逼近绝对零度,而永远到不了绝对零度)。能量对于人类和生物实在是太、太重要了,因为没能量万物就不能生存。可是要真正弄清楚什么是能量场,还确实很难。据说,爱因斯坦虽然提出了光量子说,但却毕生没有弄清楚究竟什么是“光子”。(各位之中有能够回答这个问题的吗?)

本人对能量场仍是一知半解,自认算是弄清楚的是,能量场遵循热力学第二定律,永远从高端流向低端(如果对此还要继续问“为什么?”,我想,就不会再有人能够回答了,姑且我们把它作为公理对待。所谓公理,就是只有“祂”才能回答的问题。),所以,能量场具有恒向外扩张的力。这一点不难理解,比如,太阳发出的热和光永不停息地流向宇宙的深空,而永远不会再返回太阳;又比如当该热气球加热时,气球内的热空气产生的是向外膨胀的力,使气球膨胀成圆形。自然,光子也具有恒向外扩张的力。这就是光子的辐射压力,光子的辐射压力不难算出来:

光子的能量为: E=h*v=m*C*C

故光子的动量为:p=m*C=E/C=h*v/C

如果在极短的时间t内,一颗光子打到一个小横截面s上,则s上受到的平均力为:F=E/C*t=h*v/C*t,这就是光子的扩张力。

光的扩张力是很小的,在地球上,一个绝对黑体,即光被完全吸收的物体,太阳光的压强还不到一百亿分之一个大气压。

现在问题就出现了,众所周知,物质中有4种作用力:电磁力、强力、弱力和引力,现在既然我们已经观察到宇宙中有能量场以及光子的扩张力,光子又是物质的组成部分,那么该力一定会存在于物质中!

所以笔者认为,现在物理学的观点中少了一种力:能量场以及光子的恒向外扩张的力!物质中应该有5种作用力:电磁力、强力、弱力、引力和光子的扩张力!笔者还认为,在物质中,正是有了光子的扩张力同囚子的原引力相抗衡,才使使物质粒子能保持正常的体积,不会在原引力的挤压下坍缩成为奇点。

宇宙中的能量场既然恒向外扩张,那么“暗能量”就不难解释了,从宇宙大爆炸到现在,由于能量场的不断扩张,导致能量密度不断减小,温度不断降低。能量场的波长亦不断增大:从早期的伽马射线波长,到可见光的波长,直到现在的不可见(暗)的微波射线波长。由前面扩张力的公式可以知道,扩张力与能量E成正比,所以,随着宇宙的不断膨胀,能量场的扩张力亦随之不断减小。

所以笔者认为,暗能量的解释是十分简单的,没有必要过于复杂,也没有必要再去寻找或杜撰所谓“宇宙斥力”,能量场的恒扩张力就是逆向心的万有引力而动的“斥力”!

现在,大概可以回答能量场究竟是什么的问题了。那就是:能量场是一个温度高于绝对零度的空间;或者说:能量场是一个包含有电磁波的空间。

现在再来谈谈光子。按现在物理学的观点,光子是组成能量场的基本单元或最小单位。这样问题就又出现了,能量场在传播过程中,如同一粒沙糖丢到水里会逐渐溶化一样,其能量密度会被稀释,越来越小。既然光子是能量场的基本单元,那么光子在传输的过程中,应该同能量场一样,逐步失去能量,最终“溶化在”周围的空间中。这就意味着,光子是有寿命的。但是,现在物理学中定义的光子似乎是一种能量的“孤波波包”,即在遥远的传送过程中,能量没有任何损耗。也就是说,光子在传输的过程中,并不向周围空间释放能量。

那么究竟是我们对能量场的认识有问题,还是对光子的认识有问题?笔者的考虑是,热力学第二定律,即能量从高处向低处流动是已经被反复验证了的,如果光子是能量场的最小单元,自然也应该服从热力学第二定律,在传输的过程中会逐渐损失自己的能量。所以,认为光子是传输过程中不损失能量的“孤波波包”很可能是不正确的。

  倘若光子在传输过程中损失了能量这一假说被证实,那就会引起“多米诺骨牌效应”,我们对宏观宇宙的认识势必要改写,例如:天文学家哈勃最先发现的,遥远星系光谱的红移现象可以解释为:由于遥远星系传过来的光,在路途上损失了自己的能量而使得频率降低,产生红移。那就是说,即使遥远的星系没有快速后退,其光谱同样会产生红移!果真如此的话,根据“哈勃常数”推算出来的宇宙尺度是否正确就很值得怀疑了。

  笔者认为,光子在其传送的过程中,会逐渐损失能量的这一假说很有必要通过一个精心设计的实验加以验证,无论该假说正确与否,都可以加深我们对能量场以及光子的认识。例如,假若实验结果证明,光子在传输过程中确实是以“孤波”方式进行,没有损失任何能量,那么光子同能量场的秉性必然相冲突,留给我们的问题更难于解释。

  所以,笔者相信这是一个十分值得研究的课题,特在此征求对此课题有兴趣的实验合作者。

 

 

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                                                   作者:   周志钢

                                                   完成日期:2006318

                                                      发表日期:2006318

 

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