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论“高维度”与“暗能量效应”

(2015-02-10 10:46:30)
标签:

球面

暗能量

第四维

三维空间

物质

 

论“高维度”与“暗能量效应”

 

杨明昆  王严学  杨昭国

(ygyzg@126.com)

 

       摘要:我们生活的“三维空间”,是一个被“第四维度”“封闭”的“三维球面”——“三维空间”。“暗能量”只是“第四维度的引力效应”,并不是我们在“三维球面”内,可以“找到”的“实体物质”——是“不可见的”。但是,由于“光速物质”形成的“能量球面”或“球状能量”对球面或球外的作用力,与其集中于球心一点的作用力是“等效的”。即“能量球面” 或“球状能量” 对球面或球外的相互作用,是以一个“整体”呈现的——相当于全部集中在球心。因此,“三维球面”——“三维空间”上的“光速物质”也可以产生“暗能量效应”。

       关键词:空间封闭;三维球面;三维空间;等效;暗能量效应

       中图分类号:0411

       文献标志码:A

 

" High dimension" and "Dark energy effect "

 

       Abstract: we live in the "three-dimensional space", is a "fourth dimension" "closed" "three-dimensional spherical" -- "three dimensional space"."Dark energy" only "fourth dimensions of gravitational effect", in the "three-dimensional sphere", is "not visible".However, due to the "interaction energy sphere" or "ball of energy" spherical or ball outside, is presented in a "holistic" -- the equivalent of all concentrated in the center of the sphere.Therefore, "three-dimensional space" -- "three-dimensional spherical" on the "speed of light substance" produce "dark energy effect".

       Keywords: space  closed; three-dimensional spherical surface; three-dimensional space; equivalent; dark energy effect

 

       1.“空间弯曲”

       广义相对论认为,由于有物质的存在,空间和时间会发生弯曲,而引力场实际上是一个弯曲的时空。[1]

       在广义相对论中,引力被描述为时空的一种几何属性(曲率)。[2]

 

论“高维度”与“暗能量效应”
图1

       因此,“引力”可以认为是一种“空间弯曲”。万有引力源于“质量”,“引力场”对应着“弯曲的空间”。从本质上来说,是“质量”对应着“空间弯曲”——“质量弯曲空间”!

       2.“空间封闭”

       “高维度”可以对“低维空间”进行“封闭”。

       2.1“第二维度”对“一维空间”的“封闭”

       一维空间里,有一对主要方向:左右。

       如果在一维空间——直线之外,有一个“质量中心”P0,到一维空间——直线的距离为R,那么这个一维空间——直线就会向P0发生“弯曲”。  

       假如这个质点P0的质量m足够大,达到了满足R=2Gm/c2(G为引力常量,c为光速),那么,这时的质量m就将“一维直线”“弯曲”成了“圆”:“封闭的一维空间”——称为“第二维度”对“一维空间”的“封闭”,R为质点P0的史瓦西半径,从而形成一个“二维空间”——“圆面”。

 

论“高维度”与“暗能量效应”
图2

       这时,在“一维空间”——“圆”上的“物质”,都应该是以“光速”运动。

       “圆”和“第二维度”,就构成了一个“二维空间”——“圆面”。这个“圆”称为“二维空间”——“圆面”的“视界”。

       2.2“第三维度”对“二维空间”的“封闭”

       二维空间里,有两对主要方向:左右、前后。这两对方向是正交的。从数学方面讲,它们在两条不同的坐标轴xy上。

       如果在二维空间——平面之外,有一个“质量中心”P0,到二维空间——平面的距离为R,那么这个二维空间——平面就会向P0发生“弯曲”。  

       假如R正好是这个质点P0的史瓦西半径,那么,这时的质量m就将“二维平面”“弯曲”成了“球面”:“封闭的二维空间”——称为“第三维度”对“二维空间”的“封闭”,形成了一个“三维空间”——“球体”。

 

论“高维度”与“暗能量效应”
图3

       这时,在“二维空间”——“球面”上的“物质”,也都应该是以“光速”运动。

       “球面”和“第三维度”,就构成了一个“三维空间”——“球体”。这个“球面”称为“三维空间”——“球体”的“视界”。

       2.3“第四维度”对“三维空间”的“封闭”

       三维空间里,有三对主要方向:上下(高度),南北(纬度),东西(经度)。这三对方向两两正交,也就是说,它们两两成直角。从数学方面讲,它们在三条不同的坐标轴xyz上。

       同样地,如果在三维空间——“球体”之外,有一个“质量中心”P0,到三维空间——“球体”的距离为R,那么这个三维空间——“球体”就会向P0发生“弯曲”。  

       假如R正好是这个质点P0的史瓦西半径,那么,这时质点P0的质量m就将“球”“弯曲”成了“三维球面”:“封闭的三维空间”——称为“第四维度”对“三维空间”的“封闭”,形成一个“四维空间”——“球柱体”(球体为“盖”的柱体)。[3][4]

 

论“高维度”与“暗能量效应”
图4

       这时,在“三维空间”——“三维球面”上的“物质”,也应该是都以“光速”运动。

       “三维球面”和“第四维度”,就构成了一个“四维空间”——“球柱体”。这个“三维球面”称为“四维空间”——“球柱体”的“视界”。

       数学中,“三维球面”是球面在高维空间中的类比客体。它由四维欧几里德空间中与一固定中心点等距离的所有点所组成。寻常的球面(或者说二维球面)是一个二维表面,而三维球面是一个具有三个维度的几何客体。

在四维欧几里德空间中与P0点有相同距离R的所有点的集合能形成一个超曲面,称为三维球面。此超曲面之包含空间(“球柱体”——球体为“盖”的柱体——“特殊的”“圆柱状空间”)的超体积为:V=2π2R3

       纯空间性的四维空间另有一对垂直于其他三个主要方向的主要方向。这一对方向处在另一条同时垂直于xyz轴的坐标轴上,通常称作w轴。这些额外的方向处于(实际上是垂直于)我们所能观察到的三维世界中的方向之外。[3][4]

       3.“宇宙空间”

       我们生活的“空间”就是一个“三维空间”——如果受到来自“第四维度”的引力影响,也可以被“第四维度”“封闭”,形成一个“四维空间”——“球柱体”。

       因此,可以认为全部的“宇宙空间”就是一个“特殊的”“圆柱状空间”——以“三维球面”为边界——P0点的“视界”的“球柱体”:“底面半径为Rs、高为2πRs(π为圆周率、Rs为“第四维度中心质量的史瓦西半径)的‘圆柱状空间’”,不过,只是该“圆柱状空间”的两端是重合的。

 

论“高维度”与“暗能量效应”
图5 “宇宙空间全景”示意图

 

论“高维度”与“暗能量效应”
图6 “球柱体”示意图

       4.“不见”“暗能量”

       “高维度”可以对“低维空间”进行“封闭”。但是,“低维空间”对于“高维度”来说,只能感觉到“高维度”的“影响”,却不能“看到”“高维度里的物质”。

       比如,生活在“三维球面”上的人们来说,由于“高维度”——“第四维度”的“质量”“封闭”了这个“三维球面”,使得“三维球面”上的所有“物质”都具有了“同向同速”——都向同一个方向(沿“测地线”)、都以“光速”运动,因此就认为是一种“充溢空间的、增加宇宙膨胀速度”的“能量形式”,并且是“各向同性,密度非常小,不与通常物质发生任何除引力之外的已知的相互作用(即电磁、强、弱相互作用)”。但是,我们在这个“三维球面”里却无法看到、摸到、测到“第四维度里的物质”:谓之“暗能量”!

       球面上的“子午线”都是“测地线”。“三维球面”上的“子午线”也是“测地线”。 [5][6]

 

论“高维度”与“暗能量效应”
图7 “三维球面”上的平行线(红色)、 子午线(蓝色)

       因此,可以认为:“暗能量”只是“第四维度的引力效应”,并不是我们在“三维球面”内,可以“找到”的“实体物质”——是“不可见的”。

       5.“可见”“暗能量”

       由于“光速物质”形成的“能量球面”或“球状能量”对球面或球外的作用力,与其集中于球心一点的作用力是“等效的”。即“能量球面” 或“球状能量” 对球面或球外的相互作用是以一个“整体”呈现的——相当于全部集中在球心。[7]

 

论“高维度”与“暗能量效应”
图8

       如果上述中的“第四维度”的“能量物质”,全部均匀分布于“三维球面”——“三维空间”之中,那么这些“能量物质”对“三维球面”——“三维空间”中“物质的作用”,与全部集中于“第四维度”—— P0点的“作用”是“等效的”。因此,“三维球面”——“三维空间”上“特殊的”“光速物质”,也可以产生“暗能量效应”。

       所以,也可以认为:上述中的“第四维度”的“能量物质”,实际上就在“三维球面”——“三维空间”之中,它可以使得“三维球面”上的所有“物质”都具有了“同向同速”——都向同一个方向(沿“测地线”)、都以“光速”运动,是一种“充溢空间的、增加宇宙膨胀速度”的“能量形式”,并且是“各向同性,密度非常小,不与通常物质发生任何除引力之外的已知的相互作用(即电磁、强、弱相互作用)”。由此,“暗能量”作为“特殊的”“光速物质”,在我们的“三维空间”中,是可以“存在的”。

 

 

参考资料:

[1]《阿尔伯特·爱因斯坦》百度百科

[2]《引力》维基百科

[3]《四维空间》维基百科

[4]《三维球面》维基百科

[5]《四维空间》维基百科

[6]《三维球面》维基百科

[7]《“光子球面”对“引力”的“屏蔽效应”

[8]相关资料请参考《“引力场”与“空间场”

(杨明昆 王严学 杨昭国期待您的交流、讨论  ygyzg@126.com)

 

 

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