加载中…
个人资料
  • 博客等级:
  • 博客积分:
  • 博客访问:
  • 关注人气:
  • 获赠金笔:0支
  • 赠出金笔:0支
  • 荣誉徽章:
正文 字体大小:

绝对运动与相对运动的关系(1)

(2015-07-22 21:56:26)
标签:

绝对运动

相对运动

宇宙

时空

能量

分类: 基础科学

提要:相对运动诞生并依托于绝对运动,而宇宙的绝对运动,是因为大爆炸能量的运动,由此便追出宇宙的能量观、对立统一规律,以及暗物质、暗能量和物质的相互关系。本文(1)先尝试着简要阐释两种运动基本的隶属关系,下半部分(2)再阐释它们基本的运动规律。

 

在《双相存在与双相思维》中,通过探讨对立统一或矛盾的产生和运动,我们基本搞清了宇宙的绝对运动,而本文则主要尝试着探索绝对运动与相对运动之间的联系(分两个部分),即宇宙在绝对运动基础上,各组分以及它们相互之间会产生怎样的运动。

在简要探讨自然科学与社会科学的过程中,一直都在遵循着一个原则,即把复杂的事物简单化(该文属于考察稿的简化版),力争使其能够为平民百姓所掌握,所以,原考察稿一些繁琐的考察过程在此从略。

 

1 宇宙三大组分简考

   

    宇宙绝对运动与相对运动的关系,它涉及到宇宙的基本构成和演化。对于这些基本情况,本篇先大体理一下头绪,以供大家参考。

1.1 时空

时空的问题,属于自然科学中最基本的问题,历来都备受科学家们所重视。随着宇宙观的转变,必然也会带来时空观的调整或转变。

1.1.1 时空的由来和本质

无论是空间、时间,还是空间中的(普通)能量、物质和信息,都产生于大爆炸能量。从大爆炸开始,它就在急剧地扩展着时空[1]

根据能量守恒和热力学定律,在膨胀的宇宙背景下,能量在运动中只能从正能转化为负能,是不可逆的,其表现形式一般为扩散或冷却。这种情况可以以普通爆炸为例

http://s4/bmiddle/0035LYKXzy6OCHwcgrpa3&690 

 

注:1)普通爆炸中含有物质,而大爆炸不含有物质。由此,剔除普通爆炸中特殊的物质成分,它与大爆炸所反映的机理应该是一样的;

2)普通爆炸与大爆炸的另一个区别是,前者属于普通能量,而后者属于超高密度能量。

1  普通爆炸中正能向负能扩散示意图[1]

宇宙暴胀后,随着扩散的延续,其能量便进入自由扩散或被逐步“稀释”的过程中,从而使时空的扩展趋缓。从本质意义上说,是能量的扩散或被“稀释”而产生了时空,并产生了一系列事件。所以,物质运动的时空或环境不能与能量割裂开来,因为它来源于能量,也属于一种能量,并且是很重要的种能量。由此,也决定了我们的时空观。

过去许多人认为,“真空是空的”,从而导致出现了一些矛盾和无法解释的现象。目前,一些科学家渐渐意识到“真空不空”,并“拥有它自己的能量[2]”,对时空的认知在渐渐逼近真相。

1.1.2 时空的踪迹

对于大爆炸初期的演化,人类目前无法取得相应的实验数据(它不具有“可重复性”),但科学家们通过综合一系列天文学最新发现,结合宇宙历史演进的条件和各个阶段,对宇宙的演化进行了一次计算机模拟。通过这次模拟,“科学家们认为,有两种截然不同的物质沿模型同步运动。其它证据表明,大约宇宙质量的90%是所谓的暗物质[3]”(由于物质观,人们都习惯地将宇宙中的一切都统称为物质)。虽然该数据不一定确切,但它却得到国际上众多科学家们的高度赞许,所反映的情况与上面图1的情形是相符的。不管最初的暗物质数据准确与否(在此并无大碍),我们暂且设定它为90%作为一个参数。

根据以上考察和目前科学界所掌握的情况,随着宇宙的膨胀,暗物质在向暗能量慢慢转化。由于大爆炸初期暗物质在宇宙组分中的比例是90%,所以,这时的暗能量最多不会超过10%。由此,便可得出暗物质向暗能量转化的一个对照表:

1  暗物质向暗能量转化对照表[1]

项目

前期宇宙

目前宇宙

暗物质

90%

27%

暗能量

(基本时空)

10%(=90%)

68% (=32%)

目前我们所面对的基本事实是,暗物质在缩减,而暗能量则在增长,同时,时空也在不断地扩展。根据图1所形成的时空,它向我们提示了负能与时空的关系,意味着负能就是拓展时空的能量。这样,我们便具有了一条追踪宇宙运动的重要线索。只要明确了负能与时空的关系,便明确了暗物质与暗能量之间的关系,以及它们与物质之间的关系。

1.2 物质

有人已认识到物质属于“有形的能量”,并通过实验得出,“物质与反物质碰撞湮灭而生成巨大能量的现象,正好说明它们都统一于能量,说明它们不但由能量凝聚而来,也可以一起湮灭转化为能量而去,还原为能量。这比质能关系式能够更直接地说明:物质=能量[4]”。

1.3 暗物质

既然宇宙整体属于能量,又得出暗能量与物质都属于能量,那么,暗物质也肯定属于能量。根据考察,暗物质就属于与暗能量对立存在的正能[4]

1.4 三大宇宙组分的演化

根据以上考察的结果,就可以得出宇宙演化的基本轮廓,见下表:

2  宇宙组分演化简表[1]

演变

现代宇宙学

0或无形

0

1

大爆炸能量(奇点、量子)

2

(初始)暗物质9998%

(初始)暗能量

12%(=99→–98%)

3

(二级)暗物质?

(初始)物质?

(二级)暗能量?

4(目前)

(三级)暗物质27%

星体等物质5%

(三级)暗能量68%(=32%)

注:1)由于缺乏物质诞生初期的数据,所以,“演变3”中宇宙三大组分的比例暂且为“?”;

2)我们所说的物质,指的是凝聚成形的事物,目前一般指结块成形较稳定的物质或“星体物质”;

3)将暗物质分成三个等级,是因为其在不同时期会有不同的表现形式;

4)(二级)暗物质,属于能够遇冷收缩诞生物质的能量,而(三级)暗物质,除其继续被均质化的部分外,还包括由物质衰变(含剧烈衰变或星体爆炸)所产生的能量,比如由恒星辐射出的能量,它属于由物质衰变所产生,并理论上能够在宇宙背景上得以显示的一种能量(实际中目前只能检测到光和电磁波等,其它还很难做到);

5)由于暗物质和暗能量的对立统一关系,各个级别的暗物质就应该对应着相应级别的暗能量,但由于相对于暗物质和物质,暗能量始终都属于负能,故在一般情况下,暗能量可以不分级。

通过表2可以看得很清楚,按我们的习惯算法,暗物质与暗能量之和为100%,并且暗能量由暗物质分化而来。所以,虽然说宇宙来源于大爆炸能量,但也可以说暗能量和物质都是由暗物质所派生,因为初始暗物质开始基本等同于初始大爆炸能量(下面的图2会更形象地说明这一问题)。

 

2 宇宙组分的归类

 

既然已得出宇宙的本质属于能量[1],那么,宇宙中所有组分的本质,毫无疑问也属于能量。由此,各组分就不能再继续理解为“物质”,而是必须要以能量予以看待。

2.1 三大组分认知的现状

    根据目前科学界的进展,结合以上考察,我们对三种宇宙组分的认知现状如下:

1暗能量。已认识到暗能量属于负能,并认识到它就是宇宙的基本时空。

2物质。物质=能量。

3暗物质。暗物质就是与暗能量对立存在的正能。尤其对暗能量的命名(其被命名说明的是暗物质的功能),其功能的本身就说明暗物质属于正能。

2.2 对宇宙组分名称的建议

宇宙的能量性,决定了所有事物的能量性。由此,三大宇宙组分也应该根据其性质,重新考虑其名称问题。根据它们的能量性,按照实事求是原则,建议名称如下:

3  宇宙三大组分建议名称表[6]

现名称

建议名称

    

暗能量

冷能

(colder energy)

(冷时空)

因为暗能量属于负能,属于用于拓展宇宙空间的能量,并且属于“冷”的一面,何况科学界早已将其明确为“负能”,再继续称其为暗能量会使人产生迷惑。改称冷能,才能切合实际。

暗物质

热能

(hotter energy)

(热时空)

它属于宇宙中除物质和冷能外的所有能量,包括一、二、三级“暗物质”,其本质并不属于物质,再继续以物质相称已经不合实情。

在物质之外的能量中,无非是冷与热的对立统一,它们的本质既属于能量,也属于时空。而物质能够得以显示的原因,除冷能因素外,也与热能存在着密切关系,比如黑暗中,如没有光的作用,我们也看不到物质(其它探测手段也属于这种情况)。

物质

(有形能)

它属于形态稳定并有形可见的能量(有些亚原子粒子属于质能转换中的中间相态)。

注:1)物质虽然属于“有形能”,但我们还是应该按照传统习惯,继续称其为物质;

2)“热能”有些并非不可见,比如太阳能和火,它们所释放出的所谓的“能量子”并不稳定,所以应归于热能(但目前的技术手段还达不到使热能全部显示的程度);

3)注意,“冷能”与“热能”是相比较而存在的。在我们的现实生活中,“热”与“冷”的运动无处不在。

由此,我们对宇宙组分的认识就较为明确和方便了。事实上,宇宙的三大组分,即冷能(暗能量或宇宙时空)、热能(暗物质或物外时空)和物质,就其重叠存在和其运动的现状来说,它们都在我们身边,并且都与我们的生活息息相关。

 

3 三大宇宙组分之间的基本关系

 

由于宇宙组分存在着三种,并且都一直处于运动中,所以,它们三者的运动便会形成三种不同的时空,并且三种时空相互重叠,必定存在着相互之间的联系与影响。

根据多方面考察,就可以得出宇宙组成的基本情况,请看下图

http://s3/bmiddle/0035LYKXzy6U2IQaOsya2&690 

注:1)该图中的热能,包含一、二、三级,并不单指三级热能;

    2)该图既反映着热能向冷能扩散的对立统一关系,也反映着物质产生于热能,并隶属于热能。同时,它也反映着三种时空既相互区别,又相互重叠和相互联系的情况。事实上,它反映的正是目前宇宙所处的基本状况;

    3)该图更形象地说明,热能向外扩散生成了冷能,而向内收缩则生成了物质,即整个宇宙都是由热能分化产生的。

2  三种宇宙组分与三种时空关系示意图

    2显示的是三种宇宙组分存在和运动的基本情况,而其具体的运动,将在该帖下半部分2)中予以进一步阐释。

 

参考资料

 

[1] 段修斌. 宇宙三大组分与三种时空.http://blog.sina.com.cn/s/blog_a8e70fc70102uxg1.html

[2] Dark Energy, Dark Matter. NASA [2013-4-30]. http://science.nasa.gov/astrophysics/focus-areas/what-is-dark-energy.

[3] James Glandz. Wending Through Time. a Cosmic Web. LearningNetwork [2001-8-14].  http://www.nytimes.com/learning/teachers/featured_articles/20010814tuesday.html.(该参考是前几年的,现在被网站删除了,如果有网友能够找到目前相应的资料,将不胜感激。其实,“雷锋网”2015-12-18日的《揭秘暗能量:悟空,你为什么要去寻找暗物质?》一个图,更加明确的图示了暗物质向暗能量演化的情况,但为节约版面,故不替换原参考资料,大家可自己去打开网页对照一下http://www.leiphone.com/news/201512/6atlhHt4YHRIaF4Q.html

[4] 段修斌. 宇宙本原与对立统一规律. http://blog.sina.com.cn/s/blog_a8e70fc70102ux8n.html

[5] 段修斌. 宇宙与哲学的基本框架.http://blog.sina.com.cn/s/blog_a8e70fc70102vm6g.html

[6] 段修斌. 能量的宇宙.http://blog.sina.com.cn/s/blog_a8e70fc70102uxk8.html

 

    成稿于2015-07-22,修改于2016-8-24

0

阅读 收藏 喜欢 打印举报/Report
  

新浪BLOG意见反馈留言板 欢迎批评指正

新浪简介 | About Sina | 广告服务 | 联系我们 | 招聘信息 | 网站律师 | SINA English | 产品答疑

新浪公司 版权所有