宇宙邊界和時(shí)間的相對性

1、宇宙邊界和時(shí)刻的相對性 膨脹的“時(shí)刻球”作者：郭丙善摘 要：揭示宇宙空間問題是一件龐大的認(rèn)識工程?！熬嚯x是一個(gè)時(shí)刻概念” “時(shí)刻是三維的”，通過改變?nèi)藗儗Α熬嚯x”、“時(shí)刻”概念的固有認(rèn)識，建立了“時(shí)刻球”宇宙模型。從“時(shí)刻球”角度揭示了宇宙是什么模樣的，何為宇宙的中心和邊界。同時(shí)指出了時(shí)刻在時(shí)空中的相對性的緣故，闡述了光線運(yùn)動(dòng)軌跡問題、光線彎曲及曲率函數(shù)問題，解釋了背景輻射現(xiàn)象和光速不可疊加現(xiàn)象。同時(shí)依照“時(shí)刻球”宇宙模型對宇宙現(xiàn)象作出了一些推論和解釋。關(guān)鍵詞：宇宙邊界、“時(shí)刻球”、時(shí)刻流逝相對性、速度疊加原理、光速不變作者簡介：郭丙善，河北石家莊人，1970年10月10日出生，男，工程師職稱

2、。電話Email： HYPERLINK mailto: 。0引言隨著科學(xué)不斷取得成就，人類認(rèn)識和改造自然的能力得到不斷提高。廣義相對論和量子力學(xué)為人類認(rèn)識宇宙帶來了曙光?；艚鸷团砹_斯依照奇性定理預(yù)言宇宙存在一個(gè)奇點(diǎn)，那兒是時(shí)刻和空間的開始。奇點(diǎn)的存在，專門好支撐了宇宙大爆炸理論，也支持了20世紀(jì)的偉大發(fā)覺宇宙在膨脹這一事實(shí)。盡管人們對宇宙的認(rèn)識不斷加深，但仍然沒能給出像宇宙邊界如此問題的終極解答。人們在認(rèn)識宇宙的道路上受到了太多固有認(rèn)識的束縛，這些固有認(rèn)識限制了人們認(rèn)識觀念的飛躍。認(rèn)識宇宙更多地應(yīng)靠理性，而不能完全依靠固有原理。舉個(gè)例子，勾股定律沒人懷疑過，可要把它放

3、在宇宙如此大的時(shí)空尺度它未必確實(shí)是正確的。認(rèn)識宇宙的過程，事實(shí)上是人們對自己觀念的一個(gè)整理過程。正確的理論來自正確的認(rèn)識觀念，人們對宇宙的認(rèn)識要緊來自感受，尤其是視覺，它是人們獵取遙遠(yuǎn)數(shù)據(jù)信息的要緊渠道，因此人們必須對距離、時(shí)刻、光線等概念進(jìn)行認(rèn)確實(shí)分析，從而辨不出這些概念的實(shí)質(zhì)?！熬嚯x是一個(gè)時(shí)刻概念”、“時(shí)刻是三維的”、“光線是以漸開線軌跡運(yùn)動(dòng)的”，人們樹立這些觀念是建立“時(shí)刻球”宇宙模型的基礎(chǔ)。 本文觀點(diǎn)是建立在霍金和彭羅斯的宇宙存在開端的觀點(diǎn)之上的，同時(shí)也是以宇宙大爆炸觀點(diǎn)為基礎(chǔ)的。1、時(shí)刻球概念1.1、距離是一個(gè)時(shí)刻概念在日常生活中，距離是一個(gè)與我們生活活動(dòng)密不可分的概念。河北石家莊距

4、離北京250公里。假如有人問你河北石家莊在哪里，你可能回答：從北京西客站坐火車向南行駛250公里就到了。250公里成了區(qū)分北京和石家莊兩個(gè)都市的地理依據(jù)。我們差不多特不適應(yīng)用距離來區(qū)分兩個(gè)地點(diǎn)，所有人從來都沒有探究過距離的實(shí)質(zhì)。假如所有火車差不多上按照100公里/小時(shí)的速度在行駛，人們也都明白這一情況同時(shí)從來都沒有懷疑過，再遇到有人問石家莊在哪里的問題時(shí)，是否也能夠如此回答：從北京西客站坐火車向南行駛兩個(gè)半小時(shí)就到了。距離事實(shí)上是一個(gè)時(shí)刻尺度，在石家莊在哪里那個(gè)問題里，250公里和兩個(gè)半小時(shí)的答案都對，250公里等于兩個(gè)半小時(shí)。這點(diǎn)專門重要，在宇宙時(shí)空如此大尺度的問題上，距離變得越來越?jīng)]有意義

5、，最終時(shí)刻變成了區(qū)分兩點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)（見圖1）。圖1在現(xiàn)時(shí)期我們還從未發(fā)覺有比光速更快的速度，我們完全能夠把光速設(shè)定為計(jì)算兩點(diǎn)距離的標(biāo)準(zhǔn)。兩點(diǎn)距離即使再近，光線從一點(diǎn)運(yùn)行到另一點(diǎn)，也總是要發(fā)生時(shí)刻，因此講距離事實(shí)上是一個(gè)時(shí)刻尺度。假設(shè)A、B兩點(diǎn)相距5光年，以光速為標(biāo)準(zhǔn)，以后我們能夠回答A、B兩點(diǎn)距離為5年。若A、B兩點(diǎn)距離為0年，A、B兩點(diǎn)就撞在了一起。兩輛汽車之因此會(huì)發(fā)生碰撞，是因?yàn)樗鼈兊木嚯x變?yōu)?年。下面我們進(jìn)一步探究兩點(diǎn)間的時(shí)刻差問題。我們明白，光線從太陽運(yùn)行到地球大概需要8分鐘，站在地球上的人看到現(xiàn)在的太陽光事實(shí)上是太陽8分鐘前發(fā)出的，人們能夠認(rèn)為太陽距地球的距離為8分鐘。假設(shè)觀看者站在地球

6、上，地球上的時(shí)刻是現(xiàn)在時(shí)刻，能夠認(rèn)定為0分鐘時(shí)刻，現(xiàn)在太陽是地球過去的8分鐘，能夠認(rèn)定為-8分鐘時(shí)刻，它們的差是8分鐘。若觀看者站在太陽上，情況正好相反，太陽上的時(shí)刻是現(xiàn)在時(shí)刻，能夠認(rèn)定為0分鐘時(shí)刻，現(xiàn)在地球是太陽過去的8分鐘，能夠認(rèn)定為-8分鐘時(shí)刻，它們的差也是8分鐘。宇宙中的時(shí)空點(diǎn)是有時(shí)刻性質(zhì)的，它們是時(shí)刻性和空間性完美的結(jié)合。宇宙中時(shí)空點(diǎn)的時(shí)刻性質(zhì)是相對的。上述太陽和地球距離的例子中，觀看者站在地球上，地球處的時(shí)刻性質(zhì)確實(shí)是0分鐘時(shí)刻，太陽處的時(shí)刻性質(zhì)確實(shí)是-8分鐘時(shí)刻；若觀看者站在太陽上，則太陽處的時(shí)刻性質(zhì)變?yōu)?分鐘時(shí)刻，而地球處的時(shí)刻性質(zhì)變?yōu)?8分鐘時(shí)刻。這不阻礙它們間的距離。在上述

7、太陽和地球距離的例子中，觀看者看到的所有景象差不多上過去時(shí)刻發(fā)生的，他所看到的所有其它物體距他的眼睛都存在距離，哪怕距離再小，光線的傳輸也需要時(shí)刻，因此他看到的差不多上過去的情況。他眼睛處那一點(diǎn)的時(shí)刻性質(zhì)為零，它之外所有時(shí)空點(diǎn)的時(shí)刻性質(zhì)差不多上負(fù)值，差不多上過去。距離我們越遠(yuǎn)發(fā)來的光線，事件過去的時(shí)刻越久遠(yuǎn)。能夠這么講，觀看者的“視覺宇宙”事實(shí)上是過去不同時(shí)刻發(fā)生的事件，其影像在現(xiàn)在這一時(shí)刻傳到我們眼睛處的組合，我們被過去事件所包圍?！耙曈X宇宙”是由看到的過去事件的影像組成的（見圖2）。圖2：觀看者被過去事件層層包圍我們看到的五彩繽紛的世界事實(shí)上差不多上過去發(fā)生的，甚至你看到你自己的雙手也差不

8、多上過去的。由于光線傳輸?shù)乃俣葘ｉT快，我們看到的世界離我們又如此近，以至于我們感受一切都在同時(shí)發(fā)生。正是這一點(diǎn)使我們認(rèn)識宇宙過程中總是把時(shí)刻和空間分開看待。認(rèn)為時(shí)刻是沿一個(gè)維度從過去向今后運(yùn)行，而空間中的萬物變化與時(shí)刻毫不相干。事實(shí)上，拋開了時(shí)刻因素，把時(shí)刻看成靜止的一刻，我們就會(huì)產(chǎn)生專門多錯(cuò)覺，最終阻礙我們對宇宙問題的深入了解。比如，在較短距離上，我們能夠不計(jì)較空間點(diǎn)的時(shí)刻性質(zhì)，五米加五米等于十米，勾股定律符合的特不行?？稍诖蟪叨壬希瑫r(shí)刻性質(zhì)就不能被拋棄，五米和五米就不能相加，勾股定律也失靈了。我總提勾股定律，是因?yàn)楠M義相對論在推導(dǎo)過程中用到了勾股定律，我認(rèn)為他的結(jié)果是有局限性的。我們再把時(shí)

9、刻尺度放得大一點(diǎn)。引言中差不多講了，本文觀點(diǎn)是建立在宇宙大爆炸觀點(diǎn)基礎(chǔ)之上的，認(rèn)為宇宙有一個(gè)開端一直進(jìn)展到現(xiàn)在，宇宙是從一個(gè)點(diǎn)開始的。我們假設(shè)宇宙從開端到現(xiàn)在已存在200億年。從理論上講，我們向前看，只要我們有足夠的耐心，就一定能夠看到200億光年處發(fā)射過來的光線，那是宇宙起始的一刻，是奇點(diǎn)。同樣的道理，我們回過頭來向后看，也應(yīng)能夠看到200億光年處的事件，也是宇宙起始的一刻，是奇點(diǎn)。我們向四周看，在四周方向都應(yīng)能看到200億光年處發(fā)來的一束光線，差不多上宇宙的開端，是奇點(diǎn)。200億年前宇宙爆炸時(shí)幾乎是從一個(gè)點(diǎn)開始的，浩淼無垠的宇宙如何竟被一個(gè)點(diǎn)包裹著呢？我們四周從最遠(yuǎn)處傳來的光線如何起源于一

10、個(gè)共同的點(diǎn)子（奇點(diǎn)）呢？事實(shí)也確實(shí)是如此。在我們的視覺里我們的宇宙確實(shí)被一個(gè)點(diǎn)子包裹著（見圖3）。宇宙如何會(huì)是如此的，我們四周從最遠(yuǎn)處飛來的光線它們的起點(diǎn)如何會(huì)扭結(jié)在一起，光線是什么時(shí)候開始彎曲的，是什么使光線彎曲的。要想明白其中的道理，認(rèn)清宇宙的真實(shí)面目，我們的觀念必須飛躍。圖3：觀看者看到浩淼無垠的宇宙竟被奇點(diǎn)包裹著1.2、時(shí)刻是三維的學(xué)過幾何知識的人都明白，直線是一維的，平面是兩維的，空間是三維的。維是指獨(dú)立的時(shí)空坐標(biāo)的數(shù)目。一維是線，定義“點(diǎn)”需要一個(gè)坐標(biāo)參數(shù)（X）。二維是一個(gè)平面，定義“點(diǎn)”需要兩個(gè)坐標(biāo)參數(shù)（X，Y）。三維是體積，定義“點(diǎn)”需要三個(gè)坐標(biāo)參數(shù)（X，Y，Z）。隨著人們對宇

11、宙認(rèn)識的深入，人們開始努力把時(shí)刻和空間聯(lián)系起來看問題。通過研究，人們認(rèn)識到空間和時(shí)刻不是孤立存在的，而是彼此存在關(guān)聯(lián)的。但它們究竟存在什么樣的聯(lián)系，還一時(shí)鬧不明白。因此有人在三維空間之外又增加了一個(gè)時(shí)刻維，定義“點(diǎn)”需要四個(gè)坐標(biāo)參數(shù)（X，Y，Z，t）。在如此的四維空間里，時(shí)刻維度垂直于其它三維，并沿著一個(gè)方向從昨天到達(dá)今天，并不可逆轉(zhuǎn)地走向改日?；艚鸬臅r(shí)刻箭頭，認(rèn)為時(shí)刻像一列火車一樣沿單維度運(yùn)行，由過去走向今后。時(shí)刻維果真像上述四維空間描述的那樣沿一維方向進(jìn)展的嗎？時(shí)刻坐標(biāo)參數(shù)t果真能夠和其它三維坐標(biāo)參數(shù)X、Y、Z并列在一起嗎？問題可能就在那個(gè)地點(diǎn)。假如我們的假設(shè)出了錯(cuò)誤，那么建立在錯(cuò)誤假設(shè)基

12、礎(chǔ)上的結(jié)論可想也是錯(cuò)誤的。本書觀點(diǎn)認(rèn)為，時(shí)刻是三維的，它和空間的三維性是完全統(tǒng)一的，甚至能夠講時(shí)刻的三維性決定了空間的三維性。請看下面對時(shí)刻三維性的論證。在上一節(jié)“距離是一個(gè)時(shí)刻概念”中差不多介紹過，宇宙空間的每一點(diǎn)都有時(shí)刻性質(zhì)，且各點(diǎn)時(shí)刻性質(zhì)是相對的，在我們的“視覺宇宙”中，只有我們眼睛處那一點(diǎn)能夠認(rèn)為時(shí)刻性質(zhì)為零時(shí)刻，之外四周其它所有的點(diǎn)的時(shí)刻性質(zhì)差不多上過去時(shí)刻，觀看者被過去事件所包圍。距離越遠(yuǎn)，過去的時(shí)刻就越久遠(yuǎn)。這些過去事件的影像以光的形式從四周向觀看者聚攏過來，直至聚攏到眼睛上那一點(diǎn)。顯而易見，觀看者被一層層過去時(shí)刻球面所包圍，一層層過去時(shí)刻球面形成了“過去時(shí)刻球面空間結(jié)構(gòu)”。以觀

13、看者為球心，向四周方向差不多上過去方向，時(shí)刻呈現(xiàn)出三維性質(zhì)來（見圖4）?！熬嚯x是一個(gè)時(shí)刻概念”是認(rèn)識宇宙的關(guān)鍵，“時(shí)刻是三維的”是認(rèn)識宇宙問題的基礎(chǔ)。 圖4：時(shí)刻呈現(xiàn)出球面空間性質(zhì)，是三維的1.3、“視覺宇宙”的組成我前面一直在提“視覺宇宙”那個(gè)概念。所謂“視覺宇宙”，確實(shí)是觀看者應(yīng)該能夠看到的宇宙事件影像的總和。在當(dāng)前時(shí)刻觀看者看到的宇宙影像我們稱之為“在視宇宙”，它確實(shí)是一張宇宙相片。我們觀看宇宙就像在看電影一樣，是一張張宇宙相片的連續(xù)播放。隨著時(shí)刻的連續(xù)，宇宙事件在不斷地變化，我們看到的相片也在不斷地變化。由于光線傳遞需要時(shí)刻，在當(dāng)前時(shí)刻觀看者看到的是“在視宇宙”，另外兩部分“視覺宇宙”

14、不能看到。一部分是“將視宇宙”部分，這部分宇宙事件的光芒還在傳遞路途中，還沒到達(dá)觀看者眼前。另一部分是“已視宇宙”部分，這部分宇宙事件的光芒差不多通過觀看者眼前，觀看者已看過的那部分?！耙岩曈钪妗薄ⅰ霸谝曈钪妗?、“將視宇宙”一起囊括了宇宙的全部事件的景象（見圖5）。由于宇宙空間點(diǎn)的時(shí)刻性質(zhì)具有相對性，因此不同的觀看者站在宇宙中不同的位置觀看到的宇宙景象是不完全相同的。就像兩個(gè)人站在道路的兩側(cè)，一個(gè)人感到道路在左側(cè)，另一個(gè)人感到道路在右側(cè)。同是一個(gè)宇宙，觀看到的景象不同是因?yàn)橛^看者所處的位置不同。圖5：視覺宇宙由三部分組成 我們收集宇宙信息要緊靠視覺。前面談到，視覺看到的差不多上過去的事件。在宇

15、宙事件中，時(shí)刻具有相對性，站在A事件處觀看，認(rèn)為B事件是過去；而反過來站在B事件處觀看， A事件又變成了過去。把時(shí)刻尺度放得再大一點(diǎn)，假設(shè)A、B兩點(diǎn)相距200億光年，站在A事件處觀看，認(rèn)為B事件是宇宙的開端；而反過來站在B事件處觀看， A事件又變成了宇宙的開端。話講回來，觀看者看到的差不多上影子，差不多上過去時(shí)刻發(fā)生的情況。觀看者站在A處，看到了在B處宇宙爆炸那一刻的景象，那已是200億年前的事了，那B現(xiàn)在又在干什么呢？B現(xiàn)在的光線還未到達(dá)，我們無法明白。上述對宇宙的性質(zhì)講了專門多，但還不能囊括宇宙現(xiàn)象，宇宙的整體容貌還不能展現(xiàn)在我們面前。下面介紹“時(shí)刻球”概念。1.4、“時(shí)刻球”概念在第一節(jié)

16、“距離是一個(gè)時(shí)刻概念”中，依照大爆炸理論，距離觀看者越遠(yuǎn)，當(dāng)時(shí)的宇宙越小，空間尺度應(yīng)該越小。而在第二節(jié)“時(shí)刻是三維的”中我們提到“過去時(shí)刻球面空間結(jié)構(gòu)”那個(gè)概念，它是從純視覺角度來審視宇宙，它以觀看者為中心，以時(shí)刻（距離）為半徑建立起來的球面空間結(jié)構(gòu)，離觀看者越遠(yuǎn)空間尺度應(yīng)該越大，它和我們現(xiàn)實(shí)中對宇宙的感受是一致的。以上兩種現(xiàn)象，一個(gè)感受離觀看者越遠(yuǎn)空間尺度應(yīng)該越小，一個(gè)感受離觀看者越遠(yuǎn)空間尺度應(yīng)該越大，孰對孰錯(cuò)呢？這是我們認(rèn)識宇宙必須攻克的特不重要的一環(huán)，只有攻克了這一環(huán)，宇宙的全貌才會(huì)呈現(xiàn)在我們的面前。下面介紹“時(shí)刻球”概念。按照大爆炸的觀點(diǎn)，宇宙是從一點(diǎn)開始的。從宇宙開始的那一刻，產(chǎn)生了

17、時(shí)刻，時(shí)刻具有三維性（而不是一維性），因現(xiàn)在間從奇點(diǎn)位置沿球面向四周擴(kuò)展。隨著時(shí)刻的連續(xù)，時(shí)刻球面像一個(gè)吹起來的氣球一樣不斷膨脹，同時(shí)隨著時(shí)刻的連續(xù)還將接著進(jìn)展下去，這確實(shí)是我們講的宇宙膨脹。本觀點(diǎn)認(rèn)為時(shí)刻是宇宙膨脹的全然動(dòng)力，這是時(shí)刻的特性，也是我們要轉(zhuǎn)變的固有觀念之一。在時(shí)刻球面膨脹過程中，時(shí)刻球面總是宇宙的現(xiàn)在時(shí)刻，站在球面（現(xiàn)在時(shí)刻）看，球心方向總是過去方向，背離球心方向總是今后方向。需要講明的一點(diǎn)是，相關(guān)于宇宙開端而言，宇宙的年齡是絕對的，這是時(shí)刻的絕對性。而時(shí)刻球面代表的是現(xiàn)在時(shí)刻，所有宇宙的“現(xiàn)實(shí)存在”都卷縮在時(shí)刻球面上。在那個(gè)球面上，各“現(xiàn)實(shí)存在”之間存在距離，距離是一個(gè)時(shí)刻尺

18、度，這是時(shí)刻的相對性。站在宇宙時(shí)刻絕對性角度上講，宇宙的“現(xiàn)實(shí)存在”是指現(xiàn)在時(shí)刻宇宙的所有事實(shí)存在，它只能存在于現(xiàn)在時(shí)刻，而不能存在于過去和今后，我們稱之為“現(xiàn)在宇宙”?！艾F(xiàn)在宇宙”是一個(gè)球面。球面以內(nèi)部分發(fā)生在現(xiàn)在時(shí)刻往常，是宇宙的過去，稱之為“過去宇宙”。“過去宇宙”是已發(fā)生過的事件，僅以影像存在。“現(xiàn)在宇宙”和“過去宇宙”一起就構(gòu)成了“時(shí)刻球”。（見圖6）圖6“時(shí)刻球”的特點(diǎn)是：以宇宙開端那一刻為中心；半徑代表著宇宙存在時(shí)刻的絕對尺度；時(shí)刻球面是動(dòng)態(tài)的，從宇宙開端那一刻起，隨時(shí)刻連續(xù)向四周持續(xù)擴(kuò)張；宇宙所有“現(xiàn)實(shí)存在”卷縮在“時(shí)刻球”球面上；球面以內(nèi)是已發(fā)生過的事件，是過去，現(xiàn)在這些事件

19、已不復(fù)存在了，它們的影像在“時(shí)刻球”球面上運(yùn)動(dòng)；“時(shí)刻球”球面上的運(yùn)動(dòng)和球面擴(kuò)張同時(shí)進(jìn)行著，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)軌跡的復(fù)雜性；“時(shí)刻球”球面是封閉的，宇宙空間中的任何運(yùn)動(dòng)差不多上“時(shí)刻球”球面上的運(yùn)動(dòng)，宇宙空間中的直線運(yùn)動(dòng)是“時(shí)刻球”球面上的大圓運(yùn)動(dòng)，邏輯上講，直線運(yùn)動(dòng)能夠繞球面一周回到原地。在現(xiàn)實(shí)生活中我們能夠如此認(rèn)識“時(shí)刻球”?！皶r(shí)刻球”球面是相關(guān)于宇宙開始那一刻而言的，是絕對的，是嚴(yán)格的由過去向今后擴(kuò)展，它隱含在三維空間中。也確實(shí)是三維空間中的每一點(diǎn)相關(guān)于宇宙開始那一刻具有相同的現(xiàn)在時(shí)刻，它們到宇宙開端的時(shí)刻是相等的，具有相同的宇宙年齡。但由于三維空間各點(diǎn)間存在距離，因此各點(diǎn)的時(shí)刻性質(zhì)又是相對的，每

20、一點(diǎn)都能夠把自己當(dāng)作現(xiàn)在時(shí)刻，而把其它點(diǎn)當(dāng)作過去時(shí)刻。宇宙是各時(shí)空點(diǎn)時(shí)刻相對性與時(shí)刻絕對性的統(tǒng)一。按照“時(shí)刻球”觀點(diǎn)，我們不能靜態(tài)地去看待宇宙空間，而應(yīng)該動(dòng)態(tài)地去看。比如，我們不能固執(zhí)地去查找奇點(diǎn)在宇宙中的位置，從而推斷我們地球在奇點(diǎn)的哪一側(cè)。奇點(diǎn)對應(yīng)的事實(shí)上是宇宙開端的那一刻，是一個(gè)時(shí)刻概念。1.5、我們只能看到過去，走向今后依照“時(shí)刻球”觀點(diǎn)，時(shí)刻是從球心開始向四周擴(kuò)張的，時(shí)刻進(jìn)展的方向不可逆轉(zhuǎn)。人類賴以生存的“現(xiàn)在宇宙”是“時(shí)刻球”的球面。宇宙事件必須發(fā)生在當(dāng)前時(shí)刻，也確實(shí)是必須發(fā)生在“時(shí)刻球”球面上?！皶r(shí)刻球”的內(nèi)部是宇宙的過去，是差不多發(fā)生過的事件，這些事件現(xiàn)在差不多不存在了，存在的

21、只是它們以往的影像。由于光具有速度，一切影像傳入我們的眼睛總需要時(shí)刻，因此我們看到的差不多上差不多發(fā)生的，差不多上宇宙過去的事件。由于光傳播需要時(shí)刻，因此我們不能渴望在宇宙事件發(fā)生的同時(shí)就看到它，這確實(shí)是我們只能看到過去事件而不能看到現(xiàn)在事件和今后事件的緣故。也確實(shí)是講我們只能看到“時(shí)刻球”內(nèi)部（只是內(nèi)部的一部分，而不是全部），而不能看到“時(shí)刻球”球面和球面以外。我們所看到的是過去時(shí)刻時(shí)刻球面?zhèn)鱽淼挠跋窠M合。站在“時(shí)刻球”角度看，我們自己總處于現(xiàn)在時(shí)刻，一直處在“時(shí)刻球”球面上。由于時(shí)刻不斷流逝，“時(shí)刻球”球面不斷向今后擴(kuò)展，因此我們只能和時(shí)刻球面一起向今后運(yùn)動(dòng)。時(shí)刻進(jìn)展方向的不可逆轉(zhuǎn)決定了我

22、們不能回到過去時(shí)刻，也確實(shí)是我們不能進(jìn)入到時(shí)刻球內(nèi)部去。但在我們感受到的視覺宇宙中，就自己而言，只有自己所處的點(diǎn)是現(xiàn)在時(shí)刻，一切影像差不多上宇宙的過去，自己被過去事件的影像所包圍?！皶r(shí)刻球”球面是現(xiàn)實(shí)存在的，是“實(shí)”的，而我們看到的影像是差不多發(fā)生過的，是“虛”的。由于我們在認(rèn)識宇宙的過程中，總是忽略時(shí)刻這一關(guān)鍵因素，總是把過去發(fā)生的事件當(dāng)作現(xiàn)在這一時(shí)刻的存在，因而對宇宙的認(rèn)識就產(chǎn)生了偏差。在小宇宙尺度上我們沒有感受到這種偏差對我們推斷的阻礙，而在大宇宙尺度上，這種偏差的存在是致命的。1.6、宇宙的邊界和中心人類在地球上已存在上百萬年了，人類的進(jìn)展過程是一個(gè)不斷認(rèn)識自然和改造自然的過程。起初人

23、們認(rèn)為大地是平的，曾試圖探尋大地的邊緣。后有人提出大地是圓球狀的觀點(diǎn)，相信的人專門少，直到近代隨著航海事業(yè)的進(jìn)展，人類繞地球航行了一周，人們才認(rèn)識到大地是圓球狀的這一事實(shí)，自此沒有人再探尋大地的邊緣了?，F(xiàn)在，廣袤無邊的宇宙又給人們提供了寬敞的遐想空間，宇宙的中心在哪里？宇宙的邊界是什么樣的？事實(shí)上“時(shí)刻球”觀點(diǎn)差不多給出了解釋。 我們感受到的宇宙空間都卷縮在“時(shí)刻球”球面上。在“時(shí)刻球”球面上，時(shí)刻給予每一時(shí)空點(diǎn)同樣的權(quán)利，點(diǎn)與點(diǎn)之間盡管時(shí)刻性質(zhì)不同，但它們的時(shí)刻性質(zhì)是彼此相對的，沒有哪一點(diǎn)比其它點(diǎn)更專門。站在“時(shí)刻球”球面上任一點(diǎn)觀看，其它點(diǎn)都包圍在它的周圍，確實(shí)是講每一點(diǎn)都能夠把自己當(dāng)作宇

24、宙的中心。宇宙沒有真正的中心，不管你站在宇宙中哪一個(gè)位置，你對宇宙的感受差不多上相同的。宇宙可不能因?yàn)榉较虻牟煌谛再|(zhì)上出現(xiàn)差異，宇宙總體是平坦的。（見圖7）圖7關(guān)于宇宙邊界的問題，人們曾試圖發(fā)射飛行器去探尋宇宙的邊界。前面關(guān)于“時(shí)刻球”的特點(diǎn)描述差不多講了，宇宙空間中的任何直線運(yùn)動(dòng)差不多上時(shí)刻球球面上的大圓運(yùn)動(dòng)，邏輯上講，能夠繞過“時(shí)刻球”一周回到原地。因此講，發(fā)射出去的飛行器可不能探究到宇宙的邊界，只能探究到遙遠(yuǎn)距離的宇宙事件。假如設(shè)想飛行器有足夠快的速度，它能夠從相反的方向飛回來。那在我們的視覺宇宙中如何理解宇宙的邊界問題呢。視覺宇宙是以觀看者為中心，以時(shí)刻（距離）為半徑建立起來的球面空

25、間結(jié)構(gòu)，離觀看者越遠(yuǎn)過去的時(shí)刻越久遠(yuǎn)，視覺宇宙的邊緣確實(shí)是宇宙開端時(shí)刻的事件。從“時(shí)刻球”模型角度講，宇宙的邊界事實(shí)上是個(gè)時(shí)刻概念，那個(gè)邊界確實(shí)是“時(shí)刻球”球面，它一邊是過去，另一邊是今后?；蛘咧v我們自己就站在宇宙的邊界上，我們眺望著過去，走向今后。 1.7、光線是以漸開線軌跡運(yùn)動(dòng)的在視覺的三維空間中，我們從小就被傳授光線是以直線傳播的，現(xiàn)實(shí)實(shí)踐也證明光線具有嚴(yán)格的直線傳輸性能。人們得出光線以直線傳播的結(jié)論是基于如此一個(gè)前提的，確實(shí)是忽略了時(shí)刻這一關(guān)鍵因素，把一個(gè)時(shí)刻段當(dāng)作一個(gè)時(shí)刻看待。例如，光線在空間中差不多運(yùn)行了5年，而人們在觀看它的軌跡時(shí)仍然把它當(dāng)做是一個(gè)時(shí)刻的情況，這就形成了錯(cuò)覺。事實(shí)

26、上，若考慮到光線傳播所需要的時(shí)刻，光線是以漸開線軌跡傳播的。由于宇宙中任何事件都必須在當(dāng)前時(shí)刻發(fā)生，也確實(shí)是必須在“時(shí)刻球”球面上發(fā)生，因此宇宙中的任何運(yùn)動(dòng)差不多上“時(shí)刻球”球面上的運(yùn)動(dòng)。我們向宇宙深處作直線運(yùn)動(dòng)，實(shí)際上是在“時(shí)刻球”球面上做大圓運(yùn)動(dòng)。我們在做大圓運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，“時(shí)刻球”球面也在隨時(shí)刻不斷地膨脹，我們所做大圓運(yùn)動(dòng)的半徑在不斷變大，因此我們走過的路程不是一個(gè)圓，而是一條漸開線。在三維空間中，我們把光線運(yùn)動(dòng)看成直線運(yùn)動(dòng)，但在“時(shí)刻球”球面上，光線也是以漸開線的軌跡向我們飛來或以以漸開線的軌跡遠(yuǎn)離我們而去。我們觀看宇宙，看到的是過去宇宙的光線，因此我們看到的宇宙是以漸開線的形式彎曲的，

27、離我們越遠(yuǎn)彎曲曲率越大，以至于我們看到的四周離我們最遠(yuǎn)的點(diǎn)會(huì)彎曲到一點(diǎn)（奇點(diǎn)）。（見圖8）圖81.8、視覺宇宙空間是一個(gè)“桃形”時(shí)空面我們看到的三位空間，并不是“時(shí)刻球”球面以內(nèi)的全部，我們所看到的是過去宇宙事件的影像通過歷史時(shí)刻的飛行到達(dá)我們眼中的綜合圖像，或者講是過去時(shí)刻不同時(shí)刻球面?zhèn)鬟^來的影像組合。我們看到的是過去影像的連續(xù)播放。影像是以光線傳遞的，從我們四周飛來的光線差不多上以漸開線的軌跡向我們飛來的，我們自己站在漸開線的末端，漸開線上每一點(diǎn)代表過去不同時(shí)刻發(fā)生的事件。由于光線沿著漸開線軌跡飛來，因此我們看到的三維空間事實(shí)上是“時(shí)刻球”內(nèi)由所有漸開線組成的漸開線面，它像一個(gè)桃子，是一個(gè)

28、“桃形”面，觀看者總是站在“桃形”面的尖端。（見圖9）圖9“現(xiàn)在宇宙”和我們看到的宇宙是兩個(gè)概念?！艾F(xiàn)在宇宙”代表的是現(xiàn)在時(shí)刻宇宙中所發(fā)生的一切，是“時(shí)刻球”的球面，是實(shí)實(shí)在在的。由于光線傳遞需要時(shí)刻和宇宙在不斷膨脹，嚴(yán)格講，我們?nèi)豢床坏健艾F(xiàn)在宇宙”的模樣，我們看到的宇宙只是宇宙過去時(shí)刻的模樣，是影子，是“時(shí)刻球”內(nèi)的一個(gè)桃形面，是虛的。自己總站在桃形面的尖端，奇點(diǎn)在桃形面的內(nèi)核部，看到的越遠(yuǎn)的點(diǎn)離奇點(diǎn)越近，奇點(diǎn)在理論上講是我們看到的四周距我們最遠(yuǎn)的點(diǎn)，它的影子在時(shí)刻球面上以光速向我們傳遞。本觀點(diǎn)認(rèn)為宇宙是以光速均勻膨脹的（后面我會(huì)論證），因此奇點(diǎn)的影子緊跟在我們后面，它的光芒只差一點(diǎn)到不了

29、我們的眼前。因?yàn)槲覀円苍谝怨馑龠h(yuǎn)離奇點(diǎn)，因此我們的觀測手段不管多么強(qiáng)大，也看不到奇點(diǎn)那一時(shí)刻的影子。盡管我們看到的是過去的影子，然而我們觸摸到的差不多上現(xiàn)實(shí)，是“現(xiàn)在宇宙”。嚴(yán)格意義上講，我們看到物體的位置和我們觸摸到物體的位置是不同的。由于光速專門快，在短程距離那個(gè)差異能夠忽略，假如那個(gè)距離達(dá)到宇宙尺度，那個(gè)差異就不能忽略了。舉例來講：假設(shè)我們有足夠長的手臂，我們出手的速度足夠快，我們能夠依照我們的觀看觸摸到火星，但我們未必能夠依照觀看觸摸到40億年前的星球，因?yàn)槟莻€(gè)星球已隨宇宙膨脹運(yùn)動(dòng)40億年了。換句話講，我們能夠用手觸摸到那個(gè)星球，我們看到的卻是它40億年前的位置，它現(xiàn)在的位置在我們的視

30、野之外。在第三節(jié)“視覺宇宙的組成”中我曾提出，視覺宇宙是由“已視宇宙”部分、“在視宇宙”部分和“將視宇宙”部分一起組成的，那它們與時(shí)刻球是如何樣的對應(yīng)關(guān)系呢？“已視宇宙”部分對應(yīng)的是漸開面以內(nèi)部分，“在視宇宙”部分對應(yīng)的是漸開面部分，“將視宇宙”部分對應(yīng)的是漸開面和“時(shí)刻球”球面夾在中間的部分（見圖10）。圖10：視覺宇宙和時(shí)刻球的對應(yīng)關(guān)系1.9、光線的彎曲曲率前面差不多討論了，光線在“時(shí)刻球”球面上是以漸開線的軌跡向我們傳來的，我們正在觀看的宇宙是一個(gè)“桃形”面，觀看者總是站在“桃形”面的尖端。需要講明的一點(diǎn)是，“桃形”面的模型是建立在“宇宙是在以光速膨脹”如此一個(gè)假設(shè)基礎(chǔ)之上的，也確實(shí)是宇

31、宙中每一個(gè)時(shí)空點(diǎn)都在以光速遠(yuǎn)離奇點(diǎn)。后面我會(huì)討論這一點(diǎn)。圖10如上圖（圖10）所示，在時(shí)刻球上，觀看者的視線與過去時(shí)刻光線方向夾角的正切定義為光線的彎曲曲率，則=tan，取值范圍在0-2間。我們設(shè)定宇宙差不多存在的年限為T，從時(shí)刻球模型建立過程中，我們能夠分析出與宇宙存在的絕對時(shí)刻尺度是有對應(yīng)關(guān)系的。也確實(shí)是講，觀看者站在現(xiàn)在時(shí)刻看宇宙，過去不同時(shí)期光線彎曲曲率是不同的（對應(yīng)關(guān)系見表1）。表1：宇宙不同時(shí)期的光線曲率序號光線彎曲曲率=tan1對應(yīng)宇宙時(shí)期T3T /4T/2T/402光線與視線夾角0/23/223光線彎曲曲率000表1所示現(xiàn)象解釋如下：（一）我們觀測現(xiàn)在時(shí)刻事件，也確實(shí)是宇宙已存

32、在時(shí)刻T這一時(shí)刻事件，我們觀測到的光線傳播方向與光線的實(shí)際傳播方向是一致的，夾角為零，光線的彎曲曲率也為零。（二）我們觀測3T /4時(shí)刻事件，也確實(shí)是宇宙已存在時(shí)刻3T /4這一時(shí)刻事件，我們觀測到的光線傳播方向與光線當(dāng)時(shí)實(shí)際傳播方向的夾角為/2。也確實(shí)是在3T /4這一時(shí)刻，事件實(shí)際發(fā)出光線的方向與我們觀測到的光線方向是垂直的，光線的彎曲曲率為。（三）我們觀測T /2時(shí)刻事件，也確實(shí)是宇宙已存在時(shí)刻T /2這一時(shí)刻事件，我們觀測到的光線傳播方向與光線當(dāng)時(shí)實(shí)際傳播方向的夾角為。也確實(shí)是在T /2這一時(shí)刻，事件實(shí)際發(fā)出光線的方向與我們觀測到的光線方向是相反的，光線的彎曲曲率為0。（四）我們觀測T

33、 /4時(shí)刻事件，也確實(shí)是宇宙已存在時(shí)刻T /4這一時(shí)刻事件，我們觀測到的光線傳播方向與光線當(dāng)時(shí)實(shí)際傳播方向的夾角為3/2。也確實(shí)是在T /4這一時(shí)刻，事件實(shí)際發(fā)出光線的方向與我們觀測到的光線方向是垂直的，方向與3T /4時(shí)刻事件光線方向相反，光線的彎曲曲率為。（五）我們觀測0時(shí)刻事件，也確實(shí)是宇宙在開端這一時(shí)刻事件，我們觀測到的光線傳播方向與光線當(dāng)時(shí)實(shí)際傳播方向的夾角為2。也確實(shí)是在宇宙開端這一時(shí)刻，事件實(shí)際發(fā)出光線的方向與我們觀測到的光線方向是平行的，方向與T時(shí)刻事件（也確實(shí)是現(xiàn)在時(shí)刻事件）光線方向相反，光線的彎曲曲率為0。1.10、空間尺度的偏差前面討論了，過去不同時(shí)期事件發(fā)出的光線相關(guān)于

34、現(xiàn)在來講是存在彎曲的，過去的時(shí)刻越久遠(yuǎn)彎曲的曲率越大，這就造成了我們在測量空間尺度時(shí)會(huì)出現(xiàn)偏差。在近距離上能夠認(rèn)為是偏差，而在大尺度距離上能夠講是完全錯(cuò)誤的結(jié)果。以往我們測量空間星體尺度，往往把光線傳播當(dāng)做直線傳播，然后按照平面幾何原理來計(jì)算星體的尺度，如此計(jì)算出來的結(jié)果要比實(shí)際尺度大。請看下面分析。如下圖（圖11）所示，我們站在O點(diǎn)觀測天體時(shí)，因?yàn)槲覀冋J(rèn)為光線是按直線傳播的，因此我們測出天體AB的尺度是（A）到（B）的距離h，而光線在傳播過程中實(shí)際上是彎曲的，天體的實(shí)際尺度應(yīng)該是A到B的距離k，因此就出現(xiàn)了觀測尺度與實(shí)際尺度間的偏差（2s）,尺度h是虛的，尺度k是實(shí)的。圖11：觀看尺度與實(shí)際

35、尺度的偏差還以上圖為例，依照日常觀測，假設(shè)我們計(jì)算出天體AB的尺度為5萬公里，同時(shí)在日常觀測中我們也發(fā)覺有一發(fā)光星體正以1萬公里/小時(shí)的速度從星體AB背后通過，按照我們的計(jì)算，發(fā)光星體從星體AB背后通過的時(shí)刻應(yīng)該是5小時(shí)。假如我們?nèi)ビ^看，我們會(huì)發(fā)覺，發(fā)光星體從星體AB背后通過的時(shí)刻要比5小時(shí)短，這確實(shí)是觀看尺度與實(shí)際尺度的偏差造成的。若發(fā)光星體從星體AB背后通過的時(shí)刻為4.5小時(shí),則天體的實(shí)際尺度應(yīng)為4萬5千公里，而不是我們觀測計(jì)算的5萬公里（見圖12）。圖12：實(shí)際觀測時(shí)刻比計(jì)算時(shí)刻短第九節(jié)“光線的彎曲曲率”論述中，我們計(jì)罷了光線彎曲曲率，在宇宙時(shí)刻為3T/4時(shí)，光線的彎曲曲率達(dá)到了，也確實(shí)

36、是講3T/4時(shí)的宇宙尺度是我們看到的最大宇宙尺度。若超過了3T/4那個(gè)時(shí)刻尺度，宇宙開始表現(xiàn)為收縮。在T到3T/4這段距離內(nèi)，我們的視覺感到距離我們越遠(yuǎn)，空間尺度成正比增大，而事實(shí)上并非如此，空間尺度增大的速度隨著距離的增加在變慢，當(dāng)達(dá)到3T/4時(shí)期時(shí)，空間增大速度變?yōu)榱?。?dāng)距離超過了3T/4那個(gè)時(shí)刻尺度時(shí)，盡管我們?nèi)匀桓惺芫嚯x越遠(yuǎn)空間尺度會(huì)變得更大，而事實(shí)上空間尺度開始收縮，直到我們看到最遠(yuǎn)距離的點(diǎn)匯聚到一點(diǎn)上，空間尺度變?yōu)榱?，那是宇宙起始的那一刻。我們現(xiàn)在看到的宇宙不同時(shí)期的空間尺度見圖13。圖13： 1.11、時(shí)刻球推斷推斷一：距離我們越遠(yuǎn)星系密度越大由于光具有速度，光傳入我們的眼睛需要

37、時(shí)刻，因此我們看到的影象差不多上過去宇宙的模樣。我們平常所講的距離是一個(gè)時(shí)刻尺度，距離越遠(yuǎn)的影像代表那時(shí)的宇宙距現(xiàn)在宇宙的時(shí)刻尺度越大。由于時(shí)刻流逝造成宇宙在膨脹，“時(shí)刻球”告訴我們，過去的“時(shí)刻球”空間尺度比現(xiàn)在小，因此星系密度比現(xiàn)在大。因此我們在觀看中會(huì)發(fā)覺距離我們越遠(yuǎn)的天空，觀看到的星系密度越大。推斷二：星系的影像在天空中會(huì)成對出現(xiàn)由于現(xiàn)在宇宙是一個(gè)彎曲的球面，星系的光線會(huì)一方面沿球面向我們面前飛來，另一方面星系的光線會(huì)繞過“時(shí)刻球”飛向我們背后，因此我們看到的天空中星系的影像應(yīng)該是成對出現(xiàn)的。我們在正前面發(fā)覺的星系，回過頭來在我們正后面的天空中去找，我們還會(huì)發(fā)覺它，除非它的光線還未到達(dá)

38、。只只是兩個(gè)影像代表的宇宙時(shí)期不同，一個(gè)可能是50億年前的宇宙影像，而另一個(gè)可能是150億年前的宇宙影像，我們專門難辨認(rèn)他們罷了。兩個(gè)年代加在一起正好是宇宙存在的時(shí)刻（假設(shè)宇宙存在200億年）。（見圖14）圖14推斷三：宇宙是平坦的，背景輻射在我們周圍是均勻的時(shí)空點(diǎn)均勻地分布在“時(shí)刻球”球面上，因此我們的宇宙總體上是平坦的，我們可不能發(fā)覺宇宙在哪一個(gè)方向上更致密。要講致密，應(yīng)該講宇宙的過去比現(xiàn)在致密，也確實(shí)是不管我們身在何處，你總能看到遠(yuǎn)處比近處致密。同時(shí)你也會(huì)發(fā)覺，不管你移動(dòng)到宇宙何處，你對宇宙的感受是相同的?！皶r(shí)刻球”球面上宇宙是均勻的，你觀測到的影象遠(yuǎn)處總比近處星系密度大。宇宙在大爆炸時(shí)

39、產(chǎn)生了大量的宇宙輻射，它在時(shí)刻球面上沿四面八方傳遞，并同時(shí)刻球面一起向外膨脹。背景輻射能夠從我們面前飛來，同時(shí)也能夠繞過時(shí)刻球面從我們背后飛來。因此在視覺宇宙中，我們可不能發(fā)覺背景輻射從哪個(gè)特定方向飛來，而會(huì)發(fā)覺背景輻射從我們的四周飛來，或者講背景輻射是從過去飛來。由于宇宙的開端到我們四周的距離是相等的，因此背景輻射是均勻的。推斷四：宇宙是由數(shù)量相同的正時(shí)空點(diǎn)和反時(shí)空點(diǎn)組成的從宇宙形成那一刻起，每一時(shí)空點(diǎn)都有隨時(shí)刻向外擴(kuò)張的性質(zhì)，就像人體的細(xì)胞分裂，一分二，二分四，每一個(gè)細(xì)胞都相同。在最初的一分二時(shí)，時(shí)刻方向相反，因此形成的時(shí)空點(diǎn)就一正一反。不管是正是反，形成的時(shí)空點(diǎn)沒什么兩樣，只是時(shí)刻性質(zhì)不

40、同。那個(gè)過程發(fā)生在“時(shí)刻球”球面上，存在于“現(xiàn)在宇宙”中。宇宙是由相同數(shù)量的正時(shí)空點(diǎn)和反時(shí)空點(diǎn)組成的，假如沒有時(shí)刻流逝支撐著宇宙，宇宙就會(huì)回縮，正反時(shí)空點(diǎn)抵消，宇宙就會(huì)變?yōu)榱恪Ｓ钪姹旧泶_實(shí)是一個(gè)從無到有的過程，或者講是一個(gè)時(shí)刻流逝（積存）的過程。我們看到的一切物體都能夠認(rèn)為是一個(gè)獨(dú)立的時(shí)空體，物體上不同的點(diǎn)具有不同的時(shí)刻性質(zhì)，這給了我們距離感。推斷五：離我們越遠(yuǎn)，星際遠(yuǎn)離我們的速度越快時(shí)空點(diǎn)大致均勻地分布在“時(shí)刻球”球面上，“時(shí)刻球”球面的擴(kuò)展導(dǎo)致“現(xiàn)在宇宙”像氣球一樣膨脹，時(shí)刻是宇宙膨脹的動(dòng)力?！皶r(shí)刻球”球面上沒有哪一點(diǎn)比其它點(diǎn)更專門，各點(diǎn)間的膨脹速度是均勻的。時(shí)刻的流逝使宇宙一直處于膨脹之

41、中，對“時(shí)刻球”球面上任一點(diǎn)而言，其四周的時(shí)空點(diǎn)都在遠(yuǎn)離它而去。以我們所處的位置為例，我們四周的時(shí)空點(diǎn)都在遠(yuǎn)離我們而去，近處的時(shí)空點(diǎn)遠(yuǎn)離我們的速度慢，越遠(yuǎn)處的時(shí)空點(diǎn)遠(yuǎn)離我們的速度越快。依照上述的均勻膨脹觀點(diǎn)，我們專門容易得出時(shí)空點(diǎn)遠(yuǎn)離我們的速度和它到我們的距離成正比。過去的“時(shí)刻球”比現(xiàn)在小，宇宙空間是時(shí)刻的積存。（見圖15）圖15推斷六：宇宙是有限無界的人們致力于查找宇宙的邊界，“時(shí)刻球”使我們認(rèn)識到宇宙是有限無界的。假如我們明白宇宙存在的年限和宇宙膨脹的速度，我們能夠計(jì)算宇宙的體積，那個(gè)體積是時(shí)刻球體積，代表著宇宙時(shí)刻的積存，時(shí)刻球體積不同于我們看到的三維空間體積。因此講宇宙是有限的。距離

42、是一個(gè)時(shí)刻尺度，我們探究宇宙邊界是在探究遙遠(yuǎn)的過去，我們向宇宙深處的運(yùn)動(dòng)，是在“時(shí)刻球”球面上轉(zhuǎn)圈圈，可不能找到邊界。因此講宇宙是無界的。但從“時(shí)刻球”角度講，宇宙邊界是“時(shí)刻球”的表面，也確實(shí)是“現(xiàn)在宇宙”。換句話講，我們就處在宇宙的邊界上，我們的一邊是過去，另一邊是今后，我們只能看到過去。宇宙是什么？宇宙確實(shí)是全部，一切事件必須發(fā)生在宇宙之中，也確實(shí)是一切事件必需發(fā)生在時(shí)刻流逝中。宇宙的不處到底是什么？宇宙的不處確實(shí)是今后。 關(guān)于空間的體積，我們看到的附近的有限空間，假如忽略時(shí)刻因素和時(shí)刻造成的空間彎曲，將一段時(shí)刻看成一個(gè)時(shí)刻，該有限空間的體積是能夠計(jì)算的。假如空間大到宇宙尺度，就不能忽略

43、時(shí)刻因素，不能忽略空間的彎曲，就不能將過去的時(shí)刻段看成一個(gè)時(shí)刻，現(xiàn)在空間體積的計(jì)確實(shí)是沒有意義的。因?yàn)槲覀冋J(rèn)識的體積是脫離時(shí)刻存在的，考慮時(shí)刻因素，空間就變成了面。那個(gè)空間面在時(shí)刻球內(nèi)沿漸開面彎曲。2、“時(shí)刻球”面上時(shí)刻的相對性2.1、“時(shí)刻球”上時(shí)刻概念介紹在第一章中，介紹了“時(shí)刻球”的概念。“時(shí)刻球”是基于“距離是一個(gè)時(shí)刻概念”和“時(shí)刻是三維的”這兩個(gè)觀念的改變建立起來的。第一章中從虛實(shí)兩個(gè)方面對“時(shí)刻球”進(jìn)行了介紹。虛的方面是指我們看到的過去宇宙事件的影像，是指“時(shí)刻球”內(nèi)部，是視覺宇宙部分。實(shí)的部分是指實(shí)實(shí)在在存在的宇宙，是“時(shí)刻球”球面，也確實(shí)是“現(xiàn)在宇宙”部分。第一章中分析了虛實(shí)兩

44、部分的關(guān)系，并分析了虛實(shí)兩部分存在的一些特性，是從空間角度對“時(shí)刻球”性質(zhì)進(jìn)行了介紹。我們所感受和接觸的宇宙確實(shí)是一個(gè)“時(shí)刻球”，“時(shí)刻球”一個(gè)最全然的概念確實(shí)是“時(shí)刻”。人們要認(rèn)清宇宙的真實(shí)面目，對時(shí)刻性質(zhì)的認(rèn)識必須要有一個(gè)特不巨大的飛躍。“時(shí)刻球”上，半徑代表了宇宙存在的絕對年齡，是一個(gè)絕對時(shí)刻。“時(shí)刻球”球面是伴隨著宇宙年齡從無到有再到不斷變大的，“時(shí)刻球”球面代表著宇宙在這一刻存在的所有事件，它上面不同點(diǎn)具有不同的時(shí)刻性質(zhì)，點(diǎn)與點(diǎn)的時(shí)刻性質(zhì)是相對的，“時(shí)刻球”球面上的時(shí)刻是相對的。本章節(jié)將從時(shí)刻角度對“時(shí)刻球”的性質(zhì)進(jìn)行分析。廣義相對論差不多發(fā)覺時(shí)刻和空間是相關(guān)聯(lián)的，同時(shí)發(fā)覺了時(shí)刻具有

45、相對性。盡管我認(rèn)為相對論的結(jié)果具有局限性，但它發(fā)覺了時(shí)刻的相對性是一個(gè)特不偉大的創(chuàng)舉。“時(shí)刻球”確實(shí)是受到這些偉大創(chuàng)舉和大量觀測數(shù)據(jù)的啟發(fā)建立起來的。2.2、“時(shí)刻球”球面上時(shí)刻的相對性在第一章第一節(jié)“距離是一個(gè)時(shí)刻概念”中差不多指出，從時(shí)空觀角度講，點(diǎn)與點(diǎn)之間的差不不是我們所理解的距離，是點(diǎn)的時(shí)刻性質(zhì)不同，距離是一個(gè)時(shí)刻尺度。以光速作參照，能夠理解為點(diǎn)與點(diǎn)之間相差多少秒?！皶r(shí)刻球”球面上時(shí)空點(diǎn)代表的時(shí)刻性質(zhì)是相對的，假如把一點(diǎn)作為現(xiàn)在，則其它點(diǎn)就差不多上它的過去。時(shí)刻球面上的時(shí)空點(diǎn)擁有同樣的權(quán)利，都能夠把自己作為現(xiàn)在，把其它點(diǎn)作為過去，這取決于觀看者研究事物所站的角度。只是距離自己越遠(yuǎn)，相對

46、自己過去的時(shí)刻尺度越大。例如，站在地球上研究宇宙，能夠認(rèn)為地球是現(xiàn)在時(shí)刻，而月亮、太陽是過去時(shí)刻。太陽距離地球比月亮遠(yuǎn)，因此太陽過去的時(shí)刻尺度比月亮大。同樣的道理，若站在太陽上研究宇宙，能夠把太陽作為現(xiàn)在時(shí)刻，而地球和月亮則變成了過去時(shí)刻。時(shí)刻球面上，時(shí)空點(diǎn)的時(shí)刻性質(zhì)是相對的，而不是絕對的，你若把A點(diǎn)作為現(xiàn)在，則B點(diǎn)時(shí)刻性質(zhì)是過去，你若把B點(diǎn)作為現(xiàn)在，則A點(diǎn)時(shí)刻性質(zhì)又變成了過去。在宇宙空間中，以光速作參照，假設(shè)AB兩點(diǎn)的距離是t光年，則AB兩點(diǎn)的時(shí)刻差為t年。若我們站在A點(diǎn)上觀看宇宙，A點(diǎn)的時(shí)刻性質(zhì)為0年，則B點(diǎn)的時(shí)刻性質(zhì)為-t年，表示B點(diǎn)比A點(diǎn)過去t年。若我們站在B點(diǎn)上觀看宇宙，則B點(diǎn)的時(shí)刻

47、性質(zhì)為0年，A點(diǎn)的時(shí)刻性質(zhì)為-t年，表示A點(diǎn)比B點(diǎn)過去t年。（見圖16）圖16還以上述AB兩點(diǎn)距離為例，假設(shè)宇宙差不多存在T年，確實(shí)是從宇宙大爆炸那一刻起到現(xiàn)在時(shí)刻宇宙的絕對壽命為T年，我們站在A點(diǎn)上觀看宇宙，我們會(huì)發(fā)覺A點(diǎn)處觀看到的宇宙壽命為T年，而觀看到B點(diǎn)處的宇宙壽命為T-t年，因?yàn)锽點(diǎn)比A點(diǎn)過去t年。同樣，若我們站在B點(diǎn)上觀看宇宙，則B點(diǎn)處觀看到宇宙壽命為T年，而觀看到A點(diǎn)處宇宙壽命為T-t年，因?yàn)楝F(xiàn)在A點(diǎn)比B點(diǎn)過去t年。我們再進(jìn)一步假設(shè)，我們假設(shè)宇宙存在了200億年，AB兩點(diǎn)相距200億光年。現(xiàn)在我們站在A點(diǎn)上觀看宇宙，我們會(huì)發(fā)覺A點(diǎn)處觀看到的宇宙壽命為200億年，而觀看到B點(diǎn)處的宇

48、宙壽命為0年，也確實(shí)是我們看到了宇宙的開端。同樣，若我們站在B點(diǎn)上觀看宇宙，則B點(diǎn)處觀看到宇宙壽命為200億年，而觀看到A點(diǎn)處宇宙壽命為0年，在B點(diǎn)處也看到了宇宙的開端。2.3、大圓周長代表宇宙壽命依照上述觀點(diǎn)，“時(shí)刻球”球面是通過宇宙存在的時(shí)刻形成的，距離是一個(gè)時(shí)刻概念，“時(shí)刻球”球面的大圓周長代表著宇宙存在的時(shí)刻尺度。我們稱“時(shí)刻球”球面上A點(diǎn)當(dāng)前的位置（確實(shí)是現(xiàn)在時(shí)刻位置）為“A前”，記作A，從A點(diǎn)一直向前繞過“時(shí)刻球”球面，又到達(dá)A點(diǎn)的位置，我們稱為“A后”，記作A，宇宙存在的時(shí)刻為T年，則A比A過去T年，也確實(shí)是講A點(diǎn)代表了宇宙開始的時(shí)刻（見圖17）。關(guān)于每一個(gè)時(shí)空點(diǎn)，站在該點(diǎn)上觀看

49、，該點(diǎn)代表的是現(xiàn)在，繞過時(shí)刻球到該點(diǎn)的后點(diǎn)，現(xiàn)在該點(diǎn)就變成了時(shí)刻的開端（或講是宇宙的開始時(shí)刻）。圖17上述分析講明，宇宙任一時(shí)空點(diǎn)，站在自身角度來講，即代表者宇宙的開端時(shí)刻，又代表者宇宙的現(xiàn)在時(shí)刻。代表著宇宙開端時(shí)刻是針對繞過“時(shí)刻球”球面而言的，代表現(xiàn)在時(shí)刻是針對現(xiàn)在位置而言的。如此一來，不管我們站在宇宙中那一點(diǎn)來觀看，我們都會(huì)發(fā)覺，宇宙是從我們所處的這點(diǎn)上衍生出來的。在本章第二節(jié)中曾講過，假設(shè)宇宙存在了200億年，AB兩點(diǎn)相距200億光年，現(xiàn)在我們站在A點(diǎn)上觀看B點(diǎn)，觀看到B點(diǎn)處的宇宙壽命為0年，也確實(shí)是我們看到了宇宙的開端。事實(shí)上現(xiàn)在我們差不多看到了自己的后點(diǎn)在200億年前的模樣。2.4

50、、時(shí)刻流逝的相對性仍以第二節(jié)“時(shí)刻球球面上時(shí)刻的相對性”的附圖（圖16）為例，“時(shí)刻球”球面上A點(diǎn)和B點(diǎn)，兩點(diǎn)時(shí)刻差為t，把A點(diǎn)作為現(xiàn)在，則B點(diǎn)比A點(diǎn)過去t年。站在A點(diǎn)觀看，在A點(diǎn)處用時(shí)鐘測量宇宙存在的年限為T年，則在B點(diǎn)處用時(shí)鐘測量宇宙存在的年限為T-t年。但宇宙存在的年限是唯一的，這講明：“在A點(diǎn)處用時(shí)鐘測量宇宙存在的年限為T年”和“在B點(diǎn)處用時(shí)鐘測量宇宙存在的年限為T-t年”相當(dāng)。也確實(shí)是：站在A點(diǎn)觀看，A點(diǎn)時(shí)刻流逝速度和B點(diǎn)時(shí)刻流逝速度不同，A點(diǎn)時(shí)刻流逝速度快，B點(diǎn)時(shí)刻流逝速度慢。我們以宇宙存在的絕對時(shí)刻T為標(biāo)準(zhǔn)，AB兩點(diǎn)時(shí)刻流逝速率表示如下：設(shè)A點(diǎn)的時(shí)刻流逝速率為1=T/T=1 （1

51、）則B點(diǎn)的時(shí)刻流逝速率為2=（T-t）/T=1-t/T （2）時(shí)刻流逝速率跟觀看者位置有關(guān)，站在A點(diǎn)處觀看，B點(diǎn)處時(shí)刻流逝速度慢，若站在B點(diǎn)處觀看，則A點(diǎn)處時(shí)刻流逝速度慢。需要講明的一點(diǎn)是，上例中AB兩點(diǎn)間的時(shí)刻差是處于動(dòng)態(tài)變化中的，若AB兩點(diǎn)保持靜止，也確實(shí)是時(shí)刻差保持不變，則AB兩點(diǎn)處的時(shí)刻流逝速率相同。在“時(shí)刻球”球面上，兩個(gè)不同的時(shí)空點(diǎn)時(shí)刻流逝之因此有相對性，是因?yàn)椤皶r(shí)刻球”在膨脹，各點(diǎn)在彼此遠(yuǎn)離，兩點(diǎn)間的距離在不斷增大，也確實(shí)是兩點(diǎn)間的時(shí)刻尺度在不斷變大。從一點(diǎn)看另一點(diǎn)，你會(huì)發(fā)覺另一點(diǎn)與該點(diǎn)位置的時(shí)刻差在不斷增加，也確實(shí)是另一點(diǎn)過去的時(shí)刻尺度越來越大，因此從一點(diǎn)上看另一點(diǎn)，時(shí)刻流逝必

52、定不同。兩個(gè)相對運(yùn)動(dòng)的參照系，相對時(shí)刻流逝什么緣故會(huì)不同呢，緣故就在于兩個(gè)參照系存在相對運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)不斷改變兩個(gè)參照系的距離，距離是一個(gè)時(shí)刻尺度，因此運(yùn)動(dòng)是在不斷改變兩個(gè)參照系間的時(shí)刻尺度，兩個(gè)參照系間的時(shí)刻差（時(shí)刻差只有正沒有負(fù)）不斷增大，因此從一個(gè)參照系看另一個(gè)參照系，時(shí)刻流逝必定不同。只有相對靜止的兩個(gè)參照系時(shí)刻流逝相對才是相同的。相對運(yùn)動(dòng)的參照系，時(shí)刻流逝只是相對不同，每個(gè)參照系都能夠?qū)⒆约阂暈殪o止?fàn)顟B(tài)，其上的人們感受可不能有什么不同，只是從一個(gè)參照系看另一個(gè)參照系，另一個(gè)參照系一切節(jié)奏都變慢了。“時(shí)刻球”球面上各點(diǎn)的時(shí)刻流逝速度是相對的，跟觀看者的位置有關(guān)，距觀看者越遠(yuǎn)時(shí)刻流逝速度越慢

53、，在“A后”點(diǎn)時(shí)刻流逝速度為零。（見圖18）圖182.5、后點(diǎn)以宇宙極限的速度遠(yuǎn)離前點(diǎn)的論證我們必須認(rèn)可如此一個(gè)事實(shí)：時(shí)刻不能倒流。后點(diǎn)以宇宙最快的速度遠(yuǎn)離前點(diǎn)的論證確實(shí)是基于這一事實(shí)。圖19如上圖（圖19）所示，“時(shí)刻球”的膨脹，導(dǎo)致A后遠(yuǎn)離A前，假設(shè)現(xiàn)在從A前位置有一參照系F突然相對A前以速度向前運(yùn)動(dòng)，速度使F和A后的時(shí)刻差增速變慢。假如速度變得更大，F(xiàn)和A后的時(shí)刻差增速會(huì)變得更慢，以至于會(huì)變?yōu)榱?。但那個(gè)增速?zèng)Q可不能變?yōu)樨?fù)值，因?yàn)橐坏┳優(yōu)樨?fù)值，就意味著F和A后的時(shí)刻差會(huì)變小，也確實(shí)是講宇宙出現(xiàn)了時(shí)刻倒流，走向過去時(shí)刻球面，這與時(shí)刻不可倒流相悖。我們明白宇宙的極限速度是光速，F(xiàn)遠(yuǎn)離A前的最大

54、速度能夠達(dá)到光速。而要使A后點(diǎn)與F參照系時(shí)刻差不出現(xiàn)負(fù)值，A后遠(yuǎn)離A前的速度必須以大于等于光速，光速是極限速度，因此A后必須以光速遠(yuǎn)離A前。當(dāng)F參照系以光速遠(yuǎn)離A前時(shí)，F(xiàn)與A后處于相對靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)在F參照系與A后時(shí)刻流逝速度相同。因此講，后點(diǎn)是以極限速度光速遠(yuǎn)離前點(diǎn)的，即“時(shí)刻球”大圓周長是以光速擴(kuò)張的。通過上述分析我們看到，當(dāng)參照系相對觀測者達(dá)到光速時(shí)，觀看者會(huì)觀測到參照系與后點(diǎn)時(shí)刻流逝速度相同，時(shí)刻流逝將停止。關(guān)于觀看者而言，光速是相關(guān)于后點(diǎn)靜止的速度，也能夠講光速是相關(guān)于宇宙的開端靜止的速度。事實(shí)上觀看者在以光速遠(yuǎn)離宇宙的開端，而光速相關(guān)于宇宙的開端是靜止的。2.6、時(shí)刻流逝的速度表示造

55、成時(shí)刻流逝相對性的全然緣故是存在相對運(yùn)動(dòng)。應(yīng)該認(rèn)可如此一個(gè)前提：相對靜止的兩點(diǎn)時(shí)刻流逝是相同的。假設(shè)兩個(gè)相對運(yùn)動(dòng)的參照系A(chǔ)、B，相對運(yùn)動(dòng)速度為，我們能夠認(rèn)為A參照系為靜止，則B參照系必定會(huì)在“時(shí)刻球”球面上找到一對應(yīng)點(diǎn)C，C點(diǎn)遠(yuǎn)離A的速度也是，與B參照系保持相對靜止，C點(diǎn)與A參照系距離為t年。如此A、B參照系時(shí)刻相對流逝問題就變成了A、C時(shí)刻相對流逝問題（見圖19）?？梢?，依照速度不同，B點(diǎn)時(shí)刻流逝與“時(shí)刻球”球面的點(diǎn)存在著對應(yīng)關(guān)系。設(shè)A點(diǎn)時(shí)刻流逝速度為1，則當(dāng)=0時(shí)，B與A對應(yīng)，時(shí)刻流逝也為1；當(dāng)=c時(shí)，B與后點(diǎn)A對應(yīng)，時(shí)刻流逝為0。B點(diǎn)的時(shí)刻流逝速率推導(dǎo)如下：依照第四節(jié)“時(shí)刻流逝的相對性”

56、描述中公式（2）：=1-t/T，又t/T=v/c ，推出t=T/c，因此：=1-/c （3）圖192.7、速度疊加原理設(shè)A、B、C三點(diǎn)在同一直線上運(yùn)動(dòng)，B相對A速度為1，C相對B速度為2，求C相對A速度3。解：依照第六節(jié)“時(shí)刻流逝的速度表示”所述公式（3）：B點(diǎn)相對A點(diǎn)的時(shí)刻流逝1=1-1/c C點(diǎn)相對B點(diǎn)的時(shí)刻流逝2=1-2/cC點(diǎn)相對A點(diǎn)的時(shí)刻流逝3=1-3/c由題意可知：3=12因此：1-3/c=（1-1/c）（1-2/c）能夠推出：3=1+2-12/c （4）公式（4）確實(shí)是速度疊加原理。本節(jié)推導(dǎo)出的速度疊加原理與相對論推出的疊加原理有所不同，相對論推導(dǎo)的速度疊加原理為：3=（1+2）

57、/1+ (12 / c2 )。本文推導(dǎo)過程采納的是依照時(shí)刻球模型進(jìn)行了正向推導(dǎo)，是先有緣故后有結(jié)果。而相對論推導(dǎo)過程采納的是依照觀看到的現(xiàn)象進(jìn)行了逆向推導(dǎo)，是先有結(jié)果，后查找緣故。同時(shí)，相對論在推導(dǎo)過程中沒有考慮時(shí)刻因素對空間的扭曲阻礙。相對論推導(dǎo)的結(jié)果在大宇宙尺度上會(huì)有局限性。2.8、光速不可疊加美籍物理學(xué)家麥克爾遜的實(shí)驗(yàn)表明，光速是不變的。本文推導(dǎo)的速度疊加原理也證明了光速度不可疊加這一現(xiàn)象。依照速度疊加原理，列表（表2）如下：表2：速度疊加表3=1+2-12/c序號12310.1c0.1c0.19c20.2c0.2c0.36c30.3c0.3c0.51c40.4c0.4c0.64c50.

58、5c0.5c0.75c60.6c0.6c0.84c70.7c0.7c0.91c80.8c0.8c0.96c90.9c0.9c0.99c10ccc11c-cc備注c為光速。依照上述列表，我們能夠看出，光速是宇宙的極限速度，是不可疊加的，這是“時(shí)刻球”的特性，是宇宙的特征。光速不變是被許多觀測證實(shí)的事實(shí)，是“狹義相對論”的基礎(chǔ)。而“時(shí)刻球”理論推導(dǎo)出了光速不變的事實(shí)，揭示了光速不變的全然緣故。從深層意義上講，光速是相對奇點(diǎn)靜止的速度，即相對奇點(diǎn)時(shí)刻流逝為零的速度，由于我們以光速遠(yuǎn)離奇點(diǎn)，因此我們感到光以光速遠(yuǎn)離我們。從時(shí)刻球角度講，光是靜止的，我們是以光速運(yùn)動(dòng)的。光是飛向我們的過去，而不是飛向我們

59、的以后。2.9、“相對論”和“洛倫茨變換”的局限性“相對論”是二十世紀(jì)的偉大發(fā)覺，它改變了人們的認(rèn)識觀。狹義相對論的建立是基于兩個(gè)差不多假設(shè)：“在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律差不多上相同的”和“光速不變原理”。洛倫茨變換是狹義相對論的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。狹義相對論認(rèn)識到時(shí)刻流逝的相對性，但它沒能揭示時(shí)刻流逝相對性和光速不變的全然緣故。盡管狹義相對論基于光速不變也推導(dǎo)出了速度疊加原理和時(shí)刻流逝率等一系列公式，但不管洛倫茨變換依舊狹義相對論，在推導(dǎo)中都采納了平面幾何，都采納了“勾股定理”，沒有考慮宇宙尺度上的時(shí)刻因素造成的空間彎曲。在宇宙尺度，時(shí)空是一個(gè)曲面，“勾股定理”是不成立的，因此狹義相對論和洛倫

60、茨變換推導(dǎo)的結(jié)果并不準(zhǔn)確。洛倫茨變換在推導(dǎo)中將時(shí)刻看成了一條自過去流向今后的軸，與“時(shí)刻球”理論指出的時(shí)刻沿球面擴(kuò)展完全不同。2.10、時(shí)刻球面上運(yùn)動(dòng)的概念慣性：保持時(shí)刻差變化率的性質(zhì)距離：時(shí)刻差運(yùn)動(dòng)：改變時(shí)刻差靜止：在時(shí)刻球大圓上保持時(shí)刻差不變速度：時(shí)刻差變化快慢的尺度直線運(yùn)動(dòng)：球面上大圓運(yùn)動(dòng)曲線運(yùn)動(dòng)：球面上非大圓運(yùn)動(dòng)引力：時(shí)刻回縮的性質(zhì)斥力：時(shí)刻擴(kuò)展的性質(zhì)3、“時(shí)刻球”對現(xiàn)象的解釋3.1、時(shí)刻和空間相對性解釋在學(xué)習(xí)狹義相對論時(shí)，我們曾接觸到以下案例，通過分析得出的結(jié)論是：時(shí)刻間隔是相對的。先看案例（見圖20）：圖20有一輛高速行駛的火車，假設(shè)車廂地板上有一個(gè)光源，發(fā)出一個(gè)閃光。關(guān)于車內(nèi)的人