能量究竟是什麼?它又是如何在宇宙大爆炸中轉變成質量的?

2020-12-05 天文在線

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能量究竟是什麼?它又是如何在宇宙大爆炸中轉變成質量的?普遍的假設是:大爆炸之前宇宙空「無」一物。沒有空間也沒有時間,沒有物質也沒有能量。所以問題升級為:「無」是如何轉化成「有」的,如物質或能量?這顯然是不可能的,所以開始的假設必定是錯誤的。物理學家往往忽視的是意識。意識可以模擬虛無,比如睡眠,也可以模擬大爆炸,比如佛教徒從虛空中覺醒。然而,越來越多的物理學家開始考慮這種被稱為量子唯我論的新思維方式。

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事實上,這一點也不新鮮。神秘主義者一直持有這種信念。甚至對物理學來說,這也不是什麼新鮮玩意。量子力學的哥本哈根詮釋認為,物理學完全建立在意識的基礎上。貝葉斯質量管理明確地指出,物理學是一個我們用來互相教導的自編故事。這就提出了一種有趣的可能性:在科學開始講述它的故事並規定因果關係之前,現實是由神奇的(即有意識的)關係控制的。

質量管理的建立體現了質量管理與神秘主義的重疊。物理學家沃爾夫岡·保羅(Wolfgang Pauli)在物理學家中名聲很差,很多物理學家都禁止他進入他們的實驗室。因為在他訪問之後,設備總是出現故障。這讓保羅非常不安,於是他向卡爾·榮格(Carl Jung)求助。榮格以其非因果關係是物理學基礎的理論而聞名。事後看來,很容易看出保羅是如何把榮格的方法看作是解決量子糾纏的一種方式,即愛因斯坦所說的「鬼魅般的遠距作用」。

如果有人對此感興趣,可以說的還有很多。

能量是一個「運動常數」,一個在時間變化下不變的系統守恆量(即不管是昨天、今天還是明天,物理規律都是同樣的)。

能量不能轉化為質量。每個人都知道E=mc2這個方程式,它的含義在愛因斯坦1905年發表的論文中被清楚地表述了出來:一個物體的慣性是由它的能量含量決定的,即我們所說的質量就是物體的固有能量。

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大爆炸也沒有把能量轉化為質量。「大爆炸」這個表達參考了宇宙膨脹的主流模型,宇宙在早期溫度非常高,密度非常大。廣義相對論的確預測了一個初始的奇點,但我們沒有理由相信,未經修改的相對論的規則適用於這個極端的體系。簡而言之,如果時間的真正開始是存在的,那麼我們對此一無所知。我們的了解大概是在第一個皮秒之後開始的,它描述了各種場和粒子的相互作用和演化,這也意味著儘管能量、動量和角動量是守恆的,動能和各種形式的勢能(包括靜質量)依然以各種方式被轉換。

能量是獨立存在的、被用來定義力等函數的自然變量之一,它被用來做功和運動。同時,它是守恆的,這意味著宇宙中能量的量恆定的,能量會被分成由質量體組成的系統。

能量在每個系統中都是守恆的,但可以通過共享的物體在系統之間交換。由於勢能和動能可以相互轉換,一個系統中可以發生總能量不變的運動。

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在大爆炸中,總能量被分配給總「物質」,產生總質量,以光速分離,產生空間和時間。這就是大爆炸的意義所在。

我在考慮是否回答「能量究竟是什麼?它又是如何在宇宙大爆炸中轉變成質量的?」這個問題。但讀了託斯教授(Prof Toth)的回答後,我發現有必要給出一個與之相矛盾的回答。

託斯教授在回答這個問題時表示:「能量不能『轉化為質量』。每個人都知道E=mc2這個方程式,它的含義在愛因斯坦1905年發表的論文中被清楚地表述了出來:一個物體的慣性是由它的能量含量決定的,即我們所說的質量就是物體的固有能量。大爆炸也沒有將能量轉化為質量。」

再次說明,我沒有因這個回答而責怪託斯教授,因為它符合當前的理論物理概念。但理論物理深陷困境,能量層級理論提供的答案會將物理提升至未知的層次,並帶來一個物理啟蒙的新時代。

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根據能量層級理論,能量是一個導致運動的參數,它儲存於粒子在時空的運動中和時空的組成部分之間。在大爆炸之前,宇宙中所有的能量都與時空的組成部分有關(那時還沒有粒子)。

時空的組成部分以平面方式排列,創造出只有兩個空間維度的平行平面宇宙。能量只在平面上排列,而正是能量創造了時空的距離。時空是一種能量的媒介,它可以用c^0這個術語來表達(要理解為什麼時空的能量用c^0這個術語來表達,你需要學習能量層級理論)。

在平行平面宇宙中以平面方式排列的時空組成部分變得不穩定,它們開始重新排列成立方晶格,創造出我們的三維空間宇宙。這種重組創造了時空能量躍遷到下一個更高能量狀態的環境,即以E = hf表示的光能。能量層級理論把這個方程寫成E = (h/wavelength)c^1。在時空中粒子的產生,也就是光的光子,是時空的一個組成部分加速到光速的結果。一旦發生這種情況,這些物質就再也無法回到正在形成的時空晶格中,註定要在時空的能量介質中永遠以光速運動。

大爆炸之後,再也沒有時空能量可以躍遷到光子上,而光子也永遠無法變回時空能量,這就是能量守恆定律形成的原因。

當時空加速到光速作圓周運動時,光子能量能在此圓周運動的基礎上以光速運動。通過這種方式,大爆炸時的光能和混亂的時空環境創造了能讓光產生包含質量的粒子的環境。這可以被認為是時鐘的指針,其中秒針是光子能量,而作圓周運動的時空是分針。在數學中,一小時內秒數的表達式是60^2。

以類似的方式,含有質量的粒子的能量可以用c^2來表示。在大爆炸期間存在的時空環境已不復存在,這就是如果沒有一些大的原子核嚴重扭曲時空,光就不能產生質量粒子(產生一對粒子)的原因。

也許在將來的某個時候,託斯博士(Dr Toth)將會閱讀和學習能量層級理論,並拓寬他的視野。物理學的未來體現在這個方程中,而這個方程式中G的值只能是0、1、2。我們只知道當G = 1和G = 2時的能量。

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