物质和空间到底有何关系?两者其实是一体的!


物质和空间到底有何关系?两者其实是一体的!


文章图片


物质和空间到底有何关系?两者其实是一体的!


文章图片


物质和空间到底有何关系?两者其实是一体的!


我们都知道 , 物质存在于空间(时空)中 , 那么物质与空间到底有什么关系呢?两者是如何发生作用的呢?
首先我们需要先弄明白一个问题:能量与质量的关系 。
爱因斯坦的狭义相对论早就告诉了我们:质量和能量其实是一体的 , 从质能方程就能很直观地看出来:E=mc^2 , 质量和能量就像同一个事物表现出来的两种不同形式 。

可以这样通俗地理解 , 将物体的质量在空间中展开 , 就得到了能量 。 而把能量在一定范围内浓缩起来 , 就表现出来质量 。 质量反应出的就是能量在单位面积上的能量密度 。
那么 , 该如何理解能量(质量)与空间的关系呢?需要从爱因斯坦的广义相对论入手 。

广义相对论告诉我们 , 所谓的引力其实只是时空扭曲的外在表象而已 , 而引力波就是时空扭曲能量在传递过程中的能量输出 。
举个例子 , 中子星碰撞通常会产生猛烈的引力波 , 其实就是质量转换的能量辐射 。 可以看出 , 引力波就是时空几何扭曲过程中向外传递的能量 。 而我们通常所说的能量辐射(电磁波辐射)可以看出时空的一种波动表象形式 。

【物质和空间到底有何关系?两者其实是一体的!】如果我们明白日常生活中所谓的碰撞 , 摩擦 , 化学能等本质都是电磁能 , 就更容易理解上述观点了 。
同样的道理 , 我们可以理解弱力 , 因为弱力已经与电磁力完成了统一 , 统称为“电弱力” , 强力和引力也应该是如此 。

根据前沿的超弦理论 , 自然基本作用力并不只是空间维度上的波动 , 也可能是在卷曲的更小维度上的波动 。
所以 , 简单讲 , 能量(质量)可以看做是空间(时空)的波动(涟漪) , 在任何维度上都应该是如此 。 能量受到某种限制 , 被“暂时禁闭”在某个特定空间内 , 就形成了质量 。
能够看出 , 其实更本质的东西应该是能量或者空间 , 而只是只是“能量的浓缩”罢了 。 所以 , 长期来看 , 质量并不稳定 , 漫长时间过后 , 任何有质量的东西都会慢慢发生衰变 , 释放出能量 。
衰变到最后 , 只会剩下电子质子等非常稳定(当然也是相对的)的费米子
但几百年是电子和质子也是有寿命的 , 电子的寿命大约为6.6×10^28年 , 质子的平均寿命大约为6.6×10^33年 。 可以看出 , 质量必然会衰变成能量 , 这也体现了热力学第二定律(熵增原理) 。

能量(质量)与空间的一体性并不仅仅体现在三维空间(四维时空) , 更可能体现在多维时空中 , 可能多达11个维度 , 这就涉及到弦理论(超弦理论)的范畴了 , 这里就不详述了!

    推荐阅读