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天元,在中國古代象徵著眾星烘託的北極星。《史記 曆書》把天元理解為上天的意旨。凡超神入化的人物,要了解萬物的本源和開始。
這裡所指的天的旨意,其實是在說宇宙演化的邏輯。天元,便是今天科學家所說的宇宙大爆炸之前的奇點。
換句話說,要了解宇宙的演化過程,就必須站在天元,也就是奇點的高處,拉大尺度,把宇宙縮小到天空中綻放的一朵煙花,卻把我們的思維放大到觀測煙花的那個思想巨人。
時空疊加
如果拉大尺度,站在奇點的高維時空,就會發現宇宙大爆炸,實際上像一朵升空綻放的煙花,整個過程不過幾秒鐘。
並非臆測。根據相對論,物質的極限是光速,物體的速度越快,時間就會變慢,當接近光速時,時間就趨於停止。事實上,宇宙正在以接近光速的速度在不斷膨脹。假如我們站在高維時空,也就是站在天元觀測宇宙,從宇宙大爆炸的那一刻開始,到現在實際上只有3到5秒鐘的時間。量子根暫且把它稱為宇宙時間。
因此,我們可以這樣認定,在宇宙的3到5秒鐘的時間,就相當於低速時空人類時間的138億年。相對論告訴我們,物體運動的速度越慢,時間就會流逝的越快。地球的線速公轉速度是每秒29.79公裡,比宇宙膨脹的速度,慢到不值一比。
假如一對雙胞胎兄弟,哥在高速時空度過一秒鐘,那弟弟在地球上的低速時空,卻度過了漫長的幾十億年。
我們可以把地球上人類所感知的時空稱為低速時空。但是有個問題一直在困擾我們:人類既然置身於宇宙大爆炸的過程中,為什麼仍然毫髮無損,沒有被撕裂?
這是因為相對宇宙,我們人類太過渺小,小到還不如大象背上螞蟻的百萬分之一,甚至更小。人類就是趴在大象背上的螞蟻,不管這隻大象如何情緒波動,奔跑,顛簸,我們仍然該睡的睡,該喝的喝,還可以躺在被窩裡玩微信,和情人花前月下。
所以儘管宇宙正在以接近光速的每秒30萬公裡的速度向外膨脹,地球以每秒30公裡的速度在轉動,微小的人類數百萬年以來,都認為大地是靜止不動的,直到現今科學的大發現。
除了上面提到的高速時空和低速時空,宇宙中還存在一個微觀時空。微觀時空有原子、電子、中子、質子和夸克等等400多個基本粒子。量子世界中的波粒二象性,測不準,量子糾纏等等,是解釋宇宙本源的基本層面。
綜合上面,量子根以為宇宙是由高速時空,低速時空和微觀時空疊加而成。
引力是慣性力,不是基本力
從牛頓發現萬有引力到愛因斯坦的時空彎曲,都把質量視為引力來源。對此,愛因斯坦有一個很具象的比喻,一顆質量很大的天體,在空間的引力作用,就像一個在網上滾動的鐵球,當鐵球滾到網的中央,周圍的網線便被鐵球壓彎,廣呈凹形曲面。這個凹形曲面就叫時空彎曲。
愛因斯坦的這個發現,比牛頓的兩個天體的質點產生引力的一維作用,前進了一大步。首次引入了引力場概念,四維時空。把物理學推進到一個前所未有的高度。
但是在充分肯定牛頓、愛因斯坦偉大發現的同時,也不能不看到,由於當時這兩位偉人所處時代科技手段的不足,他們對所謂的質量產生引力和引力場時空彎曲等認識,還存在著很大的局限。
比如隨著哈勃射電望遠鏡觀測宇宙能力的大幅提高,產生了星系漩渦運動合成圖,宇宙微波背景輻射圖揭示了宇宙大爆炸138億年以前的初始景象等等,這些為現今的科學家提供了完整系列的宇宙大爆炸演化過程證據。
同時,大爆炸理論的確立,為我們開出了一個全新的認識宇宙的視線,而這些先進的觀測手段和大爆炸理論的確立,在牛頓和愛因斯坦時代是沒辦法分享的。
星系漩渦運動合成圖讓科學家認識到是漩渦運動產生了引力和時空彎曲,而不是質量。
宇宙微波背景輻射圖確立的大爆炸理論,讓科學家們意識到,推動宇宙大爆炸向外膨脹的斥力是佔宇宙72%的暗能量。因此斥力才是宇宙的基本原生力。
下面,對質量產生引力的局限性說幾點不同看法。
木星是太陽系中質量最大的行星,是其他幾大行星質量總和的2.5倍。按照質量產生引力的原理,兩個物體的質量越大引力越強,那麼木星應當距離太陽最近。讓人困惑不解的是,在太陽系的八大行星中,質量最大的木星,大過其他行星很多倍,而它距離太陽的位置卻遠遠排在第六位。質量最小的水星、金星、火星等反倒離太陽最近。
通行的解釋是八大行星以及小行星的質量是按照所在地的星雲厚薄程度決定的,從誕生開始,八大行星就被更早形成的太陽吸引,太陽正處在不穩定的時期,引力因為八大行星而調節,從那以後,八大行星的位置就不變了,經過了五十億年的漫長演化,形成了今天的太陽系。這種解釋明顯不符卡文迪許的萬有引力試驗結果。
因此,八大行星和太陽的距離與卡文迪許的扭稱試驗,二者必有一誤。而前者已經是一種存在的事實,再多的科學實驗也否定不了。所以問題應該出在卡文迪許的扭稱試驗上。
扭秤試驗我不想多說什麼。暫且不說它會受到地球自轉偏向力、地球磁場、宇宙輻射、地殼運動等等的影響,用這種極其簡陋的幾個金屬球來測定宇宙的萬有引力,有多少的可靠度?木星和太陽系其他行星構成的引力事實足可證明,卡文迪許的扭稱試驗並不可靠。
通常,核力衰減得非常快,兩個核子的距離大於它們自己的直徑時,它們之間的力就幾乎降到零。與核力相比,引力衰減速度更快,地球引力在距離地表6400公裡(相當於地球半徑)的高空就會降至零。(《從元素到基本粒子》,科學出版社,1978年,p133-134)將日地間引力強度比作鋼索顯然是種誤判。實際上,太陽的引力連水星都到不了,更別說到地球和其它更遙遠的行星,維持太陽系秩序的只可能是漩渦力。太陽系產生所賴的也是這種力,其他星系莫不如此。
不能想像,在浩瀚的太空中,點點星球微小的連一顆灰塵都不如,就像颶風漩渦捲起的灰塵,它們之間幾乎不可能產生互相撕扯的引力。
觀看天體圖,印象最深的就是許許多多的漩渦結構,數不勝數大大小小螺旋狀、風車狀、橢圓星系和不規則星系。
後兩種星系運行的其實也是漩渦運動,不規則星系是漩渦星系的前期,而橢圓星系則是其後期。天文觀測證實,不規則星系的成員十分年輕。
這些漩渦星系的合成圖像,就像水流中的漩渦,空中旋轉的龍捲風。浩渺太空點點天體,其實就是銀河系旋臂上的塵埃微粒,龍捲風中的灰塵。
我們知道,慣性力是指當物體有加速度時,物體具有的慣性會使物體有保持原有運動狀態的傾向,而此時若以該物體為參考系,並在該參考系上建立坐標系,看起來就仿佛有一股方向相反的力作用在該物體上令該物體在坐標系內有發生位移的趨向,因此稱之為慣性力。
星系漩渦運動產生的引力正是這樣一種慣性力。比如我們坐在火車上,突然剎車產生的身體搖晃。向前流動的水流,因為遇到了某些阻力,產生壓強差和流體力差,形成回流漩渦而產生的引力。大氣流動,因為溫差等等原因形成龍捲風,進而產生的引力。宇宙大爆炸也是這樣,由於它向四面膨脹的斥力是不平衡的,在某些局部會因瞬間速度放緩而出現「剎車」效應,其部分爆炸碎片和塵埃,會出現慣性回流,形成漩渦,這些爆炸碎片和塵埃在歷經數億年的旋渦運動中進而逐漸形成不同的星系,並在旋轉中產生引力。這便是產生引力的真正來源。
因此引力的本質是慣性力,不屬於基本力。
旋渦運動產生引力
當談到自然規律時,在看似不相關的現象之間多少是有相似之處並值得注意。它們背後的數學結構常常是相似,有時甚至是完全相同。根據牛頓定律,兩個大天體之間引力的方式幾乎與帶電粒子吸引或排斥方式完全相同。鐘擺擺動的方式完全類似於彈簧上質量來回移動方式,也類似於行星繞恆星運行的方式。引力波、水波和光波都有著非常相似的特徵,儘管它們的物理起源根本不同。
引力波的發現,是星系旋渦運動產生引力的第一個特徵。
美國「雷射幹涉引力波天文臺」(LIGO)於2015年,探測到了發生在宇宙大爆炸1萬萬億萬萬億萬萬億分之一秒時所產生的引力波。通常,任何一種物體物質的爆炸力,都會產生強烈的向外膨脹的斥力和衝擊波,在如此短暫的瞬間,產生一種向心引力,似乎不好理解。
其實,正像水流衝擊下產生的漩渦,空氣流動中產生的旋風、龍捲風,它只是物質快速運動下的一種慣性回流。換句話說,引力波就像山谷中爆炸的某個物體所產生的迴響。水流衝擊產生的漩渦漣漪、波紋。
漣漪、波紋是漩渦產生引力的直接證據,它符合大自然的物理邏輯,是慣性力的物理屬性。但是質量產生引力的直接證據引力子,至今沒有被發現,因為引力是一種慣性力,而慣性力是一種假設的力,並不需要引力子來作為一種傳導粒子。
黑洞的發現,是漩渦運動產生引力的第二個特徵。
普遍的看法,黑洞形成是由於恆星燃料耗盡,產生超新星爆炸,然後塌縮成一個質量巨大的點,這個點便是黑洞。由於它的質量很大,所有的物質包括光線在內都無法逃出。
關於質量產生引力,我在前面的文字中已經作了分析,這種推論基本不成立。
量子根認為,廣義相對論提出的引力場理論,是對牛頓萬有引力的一次重大升級。但是它仍然沒有跳出牛頓質量產生引力的框架。
個人以為,黑洞的形成仍然和星系的漩渦運動密切相關。其實黑洞就像龍捲風運動中心的暴風眼。因為它的高速旋轉,漩渦中心產生的空洞,可以把海水吸上天。漩渦中心只是一個空洞吸管,只有高速旋轉下的引力。黑洞也是這樣,射電望遠鏡之所以沒有探測到黑洞中的光, 是因為黑洞中原本就沒有多少物質,只是一個空心吸管狀。
黑洞即是大型星系漩渦運動的暴風眼。就像地球表面的水流漩渦,大氣環境中的旋風和颶風,形成的漩渦中心和暴風眼是一種自然現象一樣,黑洞也是星系漩渦運動產生的一種自然現象。
行星、恆星的距離拉大,呈離散性,是旋渦產生引力的第三個特徵。
根據美國宇航局38年的觀測和俄羅斯科學家查閱的100年以來的星雲資料。月球和地球每年拉大了6毫米的距離,地球和太陽的距離每100年拉大了7米的距離。太陽系每年也以一定的速度正在遠離銀河系。此外,以地球自轉周期為基準所計量的時間,2000 年來累計慢了2個多小時。太陽、月亮等天體的自轉速度也在減慢。
直到目前為止,科學家還找不出其中的原因。
其實,只要根據旋渦運動模型, 看似複雜的問題便會變得簡單明確。
以龍捲風為例,當慣性旋渦能量發生遞減,漩渦運動減弱,其向心的引力也會跟著減弱,最終龍捲風就會漂散消失在大氣層中。
星系的漩渦運動也是這樣,大爆炸的慣性力形成了星系的漩渦運動,隨著慣性力的減弱,引力減小,各大星系的星球就像空中的龍捲風一樣,逐漸偏離漩渦中心,最終會離散在宇宙空間。月亮將會遠離地球,地球也會遠離太陽,星系中所有行星和恆星如同漂浮在龍捲風的灰塵那樣,最終會飄散在宇宙空間。
地球自轉速度減慢是漩渦運動產生引力的第四個特徵。
因為漩渦運動慣性力的遞減,太陽系以及銀河系的旋渦星系開始出現離散,行星和恆星的自轉速度也自然會逐漸減慢。
地球最初的自轉一周時間為:
地球自轉一周時間=赤道周長/赤道線速度=40076公裡/107280公裡/小時=0.37小時。
在距今5.43億年,太陽捕獲地球,地球開始有了陽光,地質時期進入顯生宙的古生代,
冰川融化,生物界開始爆發式出現即開始復活,在巖石建造上出現大量的灰巖。
從地球最初自轉一周0.37小時,經過5.43億年,地球自轉一周為24小時,減慢了:
24小時-0.37小時=23.63小時=83880秒。
減慢速率為:83880秒/543000000年=0.00015秒/年。
在未來的某一天,地球每一天的時間不再是24小時,而是96小時。
引力無法同量子場統一,是旋渦運動產生引力的第五個間接支持。
從愛因斯坦研究四種力的統一到現在,已近百年,無數科學家注入一生精力,以至提出了充滿科學想像的超弦理論,但最終都走進了死胡同,無法把引力統一到量子微觀。
因為,引力的本質是慣性力,而不是宇宙的原生基本力。研究對象錯了,自然只能浪費精力和智慧。
從旋渦運動產生引力波,到黑洞形成,再到地球、太陽等天體自轉速度減慢,再到行星、恆星,以及星系遠離漩渦中心,都充分證明,是星系漩渦運動產生了引力。
漩渦引力方程的計算結果和牛頓的萬有引力計算結果驚奇一致,從數學上論證了是星系旋渦運動產生了引力的科學發現。
我研究的漩渦引力方程是:
F=GVv/r2
F是牛頓單位,G是引力常數,V是恆星速度,v是行星速度,r是行星軌道半經。其計算結果與牛頓的萬有引力定律完全一致。
斥力是宇宙的基本力
在宇宙中,72%的是暗能量,暗物質佔了23%,可見物質只有5%。如果按照質量產生引力的觀點,那引力最多才佔宇宙所有力的28%。宇宙大爆炸向外膨脹的斥力佔72%。斥力,一種如此巨大的宇宙力,被排除在四種基本力之外,是沒有道理的。
這股斥力是靠能量推動的,能量的最小單位是量子,換句話說,量子是斥力的傳導粒子。
把這個關係捋順了,就不像引力那麼麻煩,還要尋找什麼引力子。
自牛頓到愛因斯坦以來,為什麼科學家們只關注到了引力而忽略掉了斥力?
這大概與觀測宇宙的科學手段有關係。牛頓和愛因斯坦時代沒有射電望遠鏡。而射電望遠鏡是主要接收天體射電波段輻射的尖端設備。在射電望遠鏡的幫助下,20世紀60年代天文學取得了四項非常重要的發現:脈衝星、類星體、宇宙微波背景輻射、星際有機分子等。而牛頓和愛因斯坦時代,沒有這些尖端科技手段的幫助,他們只能根據低速時空的人類直覺,用比較原始的凹凸望遠鏡觀測宇宙。認為引力是宇宙的主要基本力。但是由於他們無法分享到射電望遠鏡的星系合成圖像資料,以及宇宙微波背景輻射圖,所以他們只是局限在銀河系的天體運動規律範圍,進行分析研究和理論概括上。
而之於銀河系外更廣闊的空間,他們沒有第一手資料,所以斥力就被忽略了。
因此,要實現大統一理論,必須要把引力這個假設的力排除掉,引力一直是100年以來科學家們心中的一個痛點,所以科學家再怎麼努力,也無法把引力和量子場論統一起來。
如果把斥力引入到統一場論,那麼微觀量子和宏觀量子就完全可以形成一種自洽的物理邏輯理論。
Su(4)Su(3)Su(2)u(1)
其中Su(4)是斥力,後面便是強弱相互作用力和電磁力。
量子弦
如果把引力從四種基本力中刪除,那早在1950年代,楊振寧的楊.米爾斯規範場,就基本統一了前三種力。其實規範場距離宇宙大統一理論僅僅差了一公裡。
此後,雖經科學家們進一步完善,建立了標準模型。但這一公裡的距離始終沒有完成。
這一公裡的距離在,缺少了宇宙中最主要的基本力——斥力,以及以量子糾纏為連結的量子弦。
那如何把這四種力統一起來?近幾十年來,超弦理論的熱烙,為此提供了有益的啟發。
弦論的一個基本觀點是,自然界的基本單元不是電子、光子、中微子和夸克之類的點狀粒子,而是很小很小的線狀的「弦」。弦的不同振動和運動就產生出各種不同的基本粒子,能量與物質是可以轉化的。
弦理論的物理模型認為組成所有物質的最基本單位是一小段「能量弦線」,大至星際銀河,小至電子,質子,夸克一類的基本粒子都是由這佔有二維時空的「能量線」所組成。
在弦理論中,基本對象不是佔據空間單獨一點的基本粒子,而是一維的弦。這些弦可以有端點,或者他們可以自己連接成一個閉合圈環。正如小提琴上的弦,弦理論中支持一定的振蕩模式,或者共振頻率,其波長準確地配合。
應當說,弦理論非常有想像力,但最大的毛病是把一種假力,也就是引力,當做了基本力。因為要補引力這個漏洞,從9+1的維度一直增加到33個維度,也沒有看到弦論走出死胡同的半點希望。
儘管這樣,弦論,提出弦的振動產生了基本粒子的這個思路彌足珍貴。
以此,量子弦從弦理論中得到啟發。這種弦,和超弦理論的橡皮筋振動原理不同,量子根認為,量子糾纏早在宇宙爆炸之前的奇點中就存在。因為在奇點中沒有物質,沒有上下,沒有時間,只有能量。同源的量子在奇點中就產生了糾纏。隨著大爆炸,這些量子散落在宇宙的每一個角落,無數的由量子糾纏連結的網狀弦(能量線)在不斷振動,於是便產生了基本粒子。
鐘擺效應,宇宙大統一
微觀粒子都有量子化的自旋,其中費米子具有分數倍普朗克常數的自旋,而玻色子則有整數倍普朗克常數的自旋。質子作為一種費米子,與電子一樣,也具有1/2普朗克常數的自旋,質子的自旋與它所攜帶的電量和它的質量一樣,已經成為它自身的屬性之一。近百年來,物理學家們一直在追問,這種永不停歇的自旋到底從何而來?
量子根以為,要解釋粒子的自旋之謎,僅僅局限在微觀尺度是不夠的。必須把微觀尺度拉大到宏觀,也就是從宇宙大爆炸的源頭,從宇宙爆炸過程中的內在邏輯中尋找答案。
宇宙大爆炸不僅產生了宏觀星系的漩渦運動,進而產生引力和向外膨脹的斥力, 而且其巨大的爆炸力就像天空中的雷暴,不僅能使地面上的房屋和窗戶玻璃產生振動,而且會使微觀粒子產生振動、自旋。這便是粒子自旋的來源。
但是,玻色子為什麼以整數倍數自旋,費米子以分數倍數自旋?
1675年,荷蘭物理學家惠更斯成功的進行了鐘擺實驗。後來經過不斷實驗,擴大到現在的32口擺鐘的振動試驗。實驗者隨意撥動會發聲的鐘擺。根據鐘擺的聲音和擺動可以看出,實驗一開始,所有擺動雜亂無序。過一會,這些鐘擺有的正在慢下來,有的正在加速。
它們的擺動頻率正在變化......趨同.....在臨界時間點:1分04秒,所有聲音突然變得整齊劃一。從1分35秒開始,最後一個方向相反的鐘擺也開始加速擺動速度,與其他鐘擺趨同。所有鐘擺的擺動和聲音都整齊劃一了.....這就是「共振」。
共振就像一個紐帶,將萬物相連。根據量子力學的著名共識:萬物都是共振。
鐘擺共振效應,同樣可以在微觀粒子自旋中得到解釋。大爆炸的震蕩效應帶動了粒子的振動、自旋。像擺鐘一樣,最初它們是雜亂無序的,嘈雜的,每一種粒子的自旋方向都是不一樣的。不久,它們有的正在慢下來,有的正在加速。當到了一個臨界點時,所有同一種類型的粒子,便會整齊劃一自旋。玻色子以0、1、2、3、4等整數倍自旋。費米子以1/2,3/2分數倍自旋。
近百年來,科學家一直無法解釋粒子為什麼會有永不停息的自旋內稟性。量子根分析,這與量子糾纏的內稟性有密切關係。
現今,宇宙中所有的天體物質都產生於大爆炸之前的奇點。換句話說,作為能量的最小單位的量子,早在奇點中已經開始了糾纏。隨著大爆炸的產生,它們散發到宇宙的每一個角落。於是宇宙就像一張用量子糾纏編織成的旋網撒開在太空中。
比如組成地球物質的基本粒子的共振和自旋,會通過量子糾纏把這種振動和自旋傳遞給遠在銀河天外,近在咫尺的一對或n對同源粒子的共振、自旋。瞬間,形成了不同的排列組合,相互影響的、連續不斷的共振、自旋。於是便演奏出一支美麗的宇宙交響曲。而且這首交響曲,比弦論更為明快,簡潔,更震撼人心,更符合宇宙演化的內在邏輯。
至此,一個新的宇宙結構模型出來了。
自然,以量子糾纏為鏈網,以斥力、強相互作用力、弱相互作用力、電磁力四種基本力的統一作為基石的宇宙大統一理論,有待進一步找出證據。比如量子糾纏,可否在月球等星球土壤取樣中和地球土壤深入到微觀層面的比對,獲取月球和地球基本粒子的量子糾纏態,找到證據。觀察這兩種不同天體的微觀粒子是否有產生糾纏。
為避免選樣的盲目性,減少比對難度,可否抽樣不同星球上的同一種礦物元素,比如月球和地球上的氫和氦等等。
散落在地球上的隕石,也是選項之一。
結論:
1,引力是慣性力,假設的力,不是宇宙的原生力,應該排除在四種基本力之外。
2,推動宇宙爆炸膨脹的斥力是宇宙的主要原生力,基本力。因為暗能量佔了宇宙的72%。應該把斥力納入四種基本力。這樣的物理模型才是完整的。
宇宙的四種基本力是:斥力、強相互作用力、弱相互作用力、電磁力。大統一的公式是:Su(4)Su(3)Su(2)u(1)
斥力方程(略)
3,宇宙大爆炸的雷暴震蕩效應,產生了粒子的振動、自旋。而宇宙中n組同源量子比特的量子糾纏,形成的量子相干性,在鐘擺效應下,使玻色子以整數倍數的自旋和費米子以分數倍數的自旋產生共振。也可以理解為,是量子糾纏弦連結的能量線的振動產生了基本粒子。
4,宇宙是由n個量子比特的量子糾纏構成的量子張量網。在量子糾纏的相干性輪動下產生了粒子永不停息的振動、自旋。(量子根原創)