深入相对论就会发现宇宙在个点内-徐永海的专栏

深入相对论就会发现宇宙在个点内

2019-05-18 08:33:33栏目：宇宙与精神的终极 IP属地：IP未知

　　　　　　　《上帝的科学》第一章之第2节

　　　　　　　　　　　　　　徐永海

1．2．0（第1章第2节前的前言）：让我们再次地了解一下迈克耳逊-莫雷实验

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　　在迈克耳逊-莫雷实验中，迈克耳逊干涉仪像一个十字架，有十字架交叉点和左臂、右臂、上臂、下臂四个臂。一束光从左臂进入，到达十字架交叉点，遇到一个“左下——右上”（╱）呈45度角的半镀银玻璃片，被分为两束光。

　　一束光被这个十字架交叉点呈45度角的玻璃片反射，直角拐弯上行（走在上臂中）。到达上臂顶端，被一反射镜反射回来下行（依旧走在上臂中）。下行到十字架交叉点，经过十字架交叉点的玻璃片透射，继续下行，进入下臂。这束光（可称为“垂直的光”）在上臂垂直地走了一个往返，走了一个“‖”（垂直）路程。

　　另一束光经过这个十字架交叉点的玻璃片透射，继续右行（走在右臂中）。到达右臂顶端，被一反射镜反射回来左行（依旧走在右臂中）。左行到十字架交叉点，被十字架交叉点呈45度角玻璃片反射，直角拐弯下行，进入下臂。这束光（可称为“平行的光”）在右臂平行地走了一个往返，走了一个“＝”（平行）路程。

　　上臂、右臂长度相等，“‖”（垂直）路程、“＝”（平行）路程长度相等。假设“‖”（垂直）路程、“＝”（平行）路程长30米，光走完“‖”（垂直）路程、“＝”（平行）路程所用的时间就应当是100纳秒。

　　地球围绕太阳的运动速度是29公里/秒，太阳带着地球在银河系中的运动速度是250公里/秒。迈克耳逊干涉仪是放在这个高速运动的地球上，“垂直的光”是走在高速运动的上臂中，“平行的光”是走在高速运动的右臂中。

　　在行驶的火车车厢里，一个人垂直向上抛一个球，球撞到车厢天花板后垂直落下。期间火车已经行驶了一段距离，（铁路边静止的人来看）球上抛的地点和球落下的地点不在同一个点上，这个球走的是一个“∧”路程（可称为兰布达路程，∧为希腊字母，发音为兰布达）。

　　“垂直的光”在走上臂时，如果与地球运动方向垂直，在一上一下过程中，“垂直的光”走的也是“∧”（兰布达）路程。“∧”（兰布达）路程比“‖”（垂直）路程距离长。“‖”（垂直）路程假设30米，“∧”（兰布达）路程就是“>30米”（“>”为大于符号），“垂直的光”走完“∧”（兰布达）路程所用的时间就应当是“>100纳秒”。

　　一辆摩托车在轨道旁赶超一列火车时，假设火车长30米，因火车也在行驶着，并方向相同，摩托车行驶了较长的距离（如200米），才从（长30米的）火车的车尾赶超到了车头。之后摩托车立刻掉头行驶，速度不变，因火车也在行驶着，并方向相反，摩托车行驶了不长的距离（如大约10多米），就从（长30米的）火车的车头行驶到车尾。这个摩托车走了一个“—=”路程（可称为鱼钩路程）。

　　“平行的光”在走右臂时，如果与地球运动方向平行，“平行的光”是顺着与对着地球运动方向各飞行了一段距离。顺着（方向相同）多走距离，对着（方向相反）少走距离，“平行的光”走的也是“—=”（鱼钩）路程。“—=”（鱼钩）路程比“＝”（平行）路程距离长。“＝”（平行）路程假设30米，“—=”（鱼钩）路程就是“>>30米”（“>>”为更大于符号），“平行的光”走完“—=”（鱼钩）路程所用的时间就应当是“>>100纳秒”。

　　根据在物理教科书的复杂计算，“平行的光”所走的“—=”（鱼钩）路程（>>30米）要比“垂直的光”所走的“∧”（兰布达）路程（>30米）距离要长。将迈克耳逊干涉仪旋转90度，“垂直的光”变成了“平行的光”，这时这束光就需要多走一段距离，就要晚进入下臂。如果需要多走的是半个波长奇数倍的距离，两束光在下臂被一起观测时，就应当出现这种现象：“明线的干涉条纹变成暗条纹”。

　　可是迈克耳逊-莫雷实验的实验结果确是“明线的干涉条纹没有变成暗条纹”，“垂直的光”、“平行的光”一定是同时（同相）进入下臂的，否则不会出现这种实验结果。“垂直的光”、“平行的光”是同时（同相）进入下臂的，这样只能是：

　　或者，距离变短：“垂直的光”所走的“>30米”（“∧”兰布达路程），“平行的光”所走的“>>30米”（“—=”鱼钩路程），都变短到30米（“‖”垂直路程、“＝”平行路程）。都变短到了30米，“垂直的光”、“平行的光”就会同时进入下臂，就会出现迈克耳逊-莫雷实验的实验结果。

　　或者，钟表变慢：“垂直的光”走完“∧”（兰布达）路程所用的“>100纳秒”，“平行的光”走完“—=”（鱼钩）路程所用的“>>100纳秒”，都变慢到100纳秒。都变慢到了100纳秒，“垂直的光”、“平行的光”就会同时进入下臂，就会出现迈克耳逊-莫雷实验的实验结果。（相对论的“钟表变慢”不好理解，“正文1．2．2”中将再次讨论！！）

　　或者，光速加快：“垂直的光”加快了速度，用100纳秒走完它自己的“>30米”（“∧”兰布达路程）；“平行的光”加快了速度，用100纳秒走完它自己的“>>30米”（“—=”鱼钩路程）。都用了100纳秒，“垂直的光”、“平行的光”就会同时进入下臂，就会出现迈克耳逊-莫雷实验的实验结果。

　　或者，光与地球之间的速度恒定为30万公里/秒。如此，如同地球静止不动，“垂直的光”、“平行的光”也会同时进入下臂，也会出现迈克耳逊-莫雷实验的实验结果。如此，才能更好地理解前面论述到的“距离变短”、“钟表变慢”、“光速加快”。详见下文（第一章第二节正文）。

1．2．1：光与任何运动体之间的速度恒定为30万公里/秒

　　在迈克耳逊-莫雷实验中，迈克耳逊干涉仪像一个十字架，一束光从左臂进入，到达十字架交叉点，被分为两束光。一束光在上臂垂直地走了一个往返，另一束光在右臂平行地走了一个往返，之后这两束光都进入下臂。

　　如果地球静止不动，这两束光就会同时进入下臂，就会出现迈克耳逊-莫雷实验的实验结果。可是地球是在高速的运动中（地球围绕太阳的运动速度是29公里/秒，太阳带着地球在银河系中的运动速度是250公里/秒），这两束光应当不会同时进入下臂，应当不会出现迈克耳逊-莫雷实验的实验结果。

　　如果光与地球（任何运动体）之间的速度恒定为30万公里/秒，如同于、类似于地球静止不动，这两束光也会同时进入下臂，也会出现迈克耳逊-莫雷实验的实验结果。迈克耳逊-莫雷实验是真实的，“恒定”这种现象也应当是真实的。即光与任何运动体之间的速度恒定为30万公里/秒（更准确地说是C，299792.458km/s）。

1．2．2：同时出发，方向相同，不论我们的速度多快，我们依旧飞在光的后边

　　光与任何运动体（如地球，如我们）之间的速度恒定为30万公里/秒。假如我们和一束光的前端同时从地球出发，我们用1秒钟的时间绕着整个宇宙空间飞行了一圈，再回到地球。在飞行中，我们测量这束光，我们会发现，它相对于我们的速度依旧是30万公里/秒，它的速度一定是比我们的速度还要再快上30万公里/秒。这束光的前端一定是飞到我们的前面，比我们先返回地球。

　　如果这趟旅行的距离是100亿光年（距离）；相对于地球上等待者来说，他看到这束光的前端返回地球时，自然是在第100亿年结束这一时刻，是在他们的岁数已经长了100亿岁这一时刻。由于这束光的前端一定是飞到我们的前面，比我们先返回地球；我们一定是飞在这束光前端的后面，比这束光的前端后返回地球。相对于地球上等待者来说，他看到我们返回地球时，一定是在第100亿年结束之后的某一时刻，一定是在他们的岁数长了100亿岁之后的某一时刻。

　　我们从地球出发到返回地球，这段时间，相对于地球上等待者来说，是100多亿年。而相对于高速飞行的我们来说，仅仅是1秒钟；相对于高速飞行的我们来说，时间变短了，100多亿年变短到了1秒钟。当我们和地球上的等待者相见时，地球上等待者所带手表的秒针已经在表盘上走了100多亿（年）乘以365（天）乘以24（小时）乘以60（分钟）个圈，而我们所带手表的秒针仅仅走了一个格（1秒钟），我们的钟表是极度地变慢了，近乎于停止（这时才好理解相对论的“钟表变慢”！！）。

1．2．3：相对于高速飞行者来说，时间和空间都变短

　　当我们以100亿光年/秒的速度高速飞行时，相对于高速飞行的我们来说，100多亿年的时间变短到了1秒钟的时间。而，整个宇宙时间也就是100多亿年；当我们以100亿光年/秒的速度高速飞行时，相对于高速飞行的我们来说，整个宇宙时间（100多亿年）也变短到了1秒钟。

　　“宇宙空间是以光速膨胀来的”，当整个宇宙时间是1秒钟时，整个宇宙空间只能是30万公里。当我们以100亿光年/秒的速度高速飞行时，相对于高速飞行的我们来说，整个宇宙空间（100多亿光年）也变短到了30万公里。当我们以很高的速度飞行时，不仅时间变短，空间（距离）也变短。

　　如果我们的速度还快，比100亿光年/秒的速度还快，相对于我们来说，时间、空间（距离）还要变短，100多亿年的时间就要变短到万分之一秒、亿分之一秒，100多亿光年的距离就要变短到30公里、3米。当我们的速度是无限大时，相对于我们来说，100多亿年的时间（整个宇宙时间）、100多亿光年的距离（整个宇宙空间）就要变短到零点。

1．2．9（第1章第2节后的讨论）：整个宇宙都在上帝的手掌心中——上帝手握宇宙论

　　一、宇宙空间只能以光速在膨胀

　　同时出发，不论我们飞行的速度多快，我们依旧是飞在光的后面。

　　不论我们和地球之间的分离速度多快，我们依旧不能超过光与地球之间的分离速度。

　　不论宇宙中任何两个物体之间的分离速度多快，都不能超过光与其中任何物体之间的分离速度。

　　宇宙空间膨胀理论（宇宙大爆炸理论）说，整个宇宙是从一个起始点中诞生的。那么，宇宙空间的膨胀速度，即两个距离最远星系之间的分离速度，都不能超过光与其中任何星系之间的分离速度，都不能超过光速，最多也只能是光速。即，宇宙空间只能是以光速在膨胀。

　　宇宙空间只能是以光速在膨胀，不可能出现，宇宙时间是100多亿年，宇宙空间是大于100多亿光年（距离），是200亿光年（距离）、300亿光年（距离）、400亿光年（距离）、甚至800亿光年（距离）的情况。

　　二、宇宙空间的本来面目（本身）只能是个“点”

　　进一步理解相对论：“当我们高速飞行时，相对于我们来说，整个宇宙的空间、时间都要变短；当我们的速度是无限大时，相对于我们来说，整个宇宙空间、时间都要变短到零点”。那么，宇宙的本来面目（本身）一定是虚空的、零点的，是个“点”。因为只有宇宙的本来面目（本身）是个“点”，才能相对于不同速度展现出不同大小，相对于速度无限大展现为零点。

　　大爆炸理论说：“整个宇宙是从一个‘点’中诞生出来”。宇宙的本来面目（本身）一定是虚空的、零点的，是个“点”。因为只有宇宙的本来面目（本身）是个“点”，才能从一个“点”中诞生出如此宏大的宇宙。

　　膜理论说：“像膜一样，我们这个三维的宇宙空间包着一个四维的空间”。那么，整个宇宙一定是在一个“点”内展现的，因为只有这样，才能解释为什么我们这个三维的宇宙空间包着一个四维的空间。因为不论环线（包着一个二维的圆面）、球面（包着一个三维的球体）、宇宙空间（包着一个四维的空间），当他们变小到零时，都是一个点；这个“点”你可以说它就是1、2、3、4、5……维的空间变成零时的点；这个“点”你可以说它包着2、3、4、5、6……维的空间。

　　三、宇宙本来面目（本身）是个“点”，整个宇宙都在上帝的手心里

　　宇宙的本来面目（本身）是虚空的、零点的，是个“点”；整个宇宙的时间、空间、物质世界都是在这个“点”内，并且都是在这个“点”内展现的。那么，这个“点”只能是在上帝手掌心中，因为只有整个宇宙都在上帝的手心里，才可以在空间上的一个“点”（零米）内展现出如此宏大的宇宙，才可以在时间上的一个“点”（零秒）内展现出如此漫长的整个宇宙及地球上所有生物及我们人类的演化过程。

　　《圣经•启示录》中写到：“他右手拿着七星”（启1：16）。“七”在圣经里是一个完全数。“七星”可理解为“所有的星”，即所有的恒星、行星、卫星等等，即整个宇宙。“他右手拿着七星”，即上帝（耶稣）右手拿着宇宙，上帝（耶稣）创造、掌管着整个宇宙。

　　那种认为：“上帝也居住在这个宇宙的某个空间里，并且在创世时，花了几天的时间，用泥捏出各种生物及人类”，这种按字面来理解《圣经•创世记》，是小看了上帝（耶稣）的大能。圣经上说：“字句是叫人死的，精意是叫人活的”（林后3：6）。

　　四、正确理解“光速是最高速度，任何速度都不能超过光速”

　　虽然高速飞行者的速度可以很快，但是，同时出发的光，光依旧飞在高速飞行者的前面，高速飞行者依旧飞在光的后面。自然，对高速飞行者自己来说，他高速飞行者自己是飞在光的后面。自然，对静止者来说，对其他人来说，高速飞行者同样也是飞在光的后面。

　　对于静止者来说，光的速度只有30万公里/秒（更准确说是C）。对于静止者来说，任何高速飞行者，都是飞在光的后面，都不能超过光。自然对于静止者来说，任何速度都不能超过30万公里/秒（光速）。自然也不能出现中微子超光速现象，此现象应当是个错误。据说，2011年9月24日欧洲核子研究中心“发现了超光速的中微子”，是因为连接GPS信号接收器的光纤“接触不良”。

　　通过我们前面的讨论，相对论中的“光速是最高速度”就应当修改为：“相对于高速飞行者（自己）来说，可以以任何速度飞行，甚至是无限大，但是光依旧以30万公里/秒快于你；相对于静止者（他人）来说，‘光速’是最高速度，任何速度都不能超过30万公里/秒。”

　　一些人，甚至是一些物理学家，他们在论述相对论时，离开迈克耳逊-莫雷实验（相对于光，地球如同静止不动；光永远比任何运动体都快30万公里/秒）。他们不是认为“任何速度都不能超过光（即使当你的速度是无限大时，也不能超过光；此时整个宇宙的空间、时间变小到零点）”，而是认为“任何速度都不能超过30万公里/秒”（即使当你的速度接近30万公里/秒时，此时空间、时间也仅仅是变小一点）。他们这样认为，是因为在100年前，当科学家说，当你高速飞行时，空间、时间就要变小，就已经不能被人们所接受了（即使现在，很多人也不接受）；如果科学家再说，你的速度可以大于30万公里/秒，你的速度可以无限大，此时整个宇宙的空间、时间就要变小到零点，就更不被人们所接受了。

　　五、当宇宙空间是138亿光年（距离），宇宙时间一定是138亿年

　　“相对于高速飞行者（自己）来说，可以以任何速度飞行，甚至是无限大，但是光依旧以30万公里/秒快于你；相对于静止者（他人）来说，‘光速’是最高速度，任何速度都不能超过30万公里/秒。”

　　在宇宙中，不存在速度超过“光”的东西，相对于静止者（他人）来说，不存在超过“30万公里/秒光速”的东西。

　　相对于宇宙本身来说也是如此，宇宙空间的膨胀速度不可能超过“30万公里/秒”，不可能超过“1光年/年”，不可能超过“1百亿光年/1百亿年”。只能是，宇宙空间是以光速在膨胀的。这样，宇宙时间是138亿年，宇宙空间一定是138亿光年（距离）；同样，当宇宙空间是138亿光年（距离），宇宙时间一定是138亿年。

　　六、相对于光、光子、光波来说，整个宇宙空间永远是零点的

　　当我们以最快的速度、最高的速度、无限大的速度飞行时，此时，我们所测量的光速依旧还是30万公里/秒，光依旧比我们的速度还要再快上30万公里/秒。

　　当我们以这最快的速度、最高的速度、无限大的速度飞行时，相对于我们来说，整个宇宙空间是零点。自然，相对于光（光子、光波）来说，因它的速度比我们还快，整个宇宙空间也会是零点。

　　相对于光、光子、光波来说，整个宇宙空间永远是零点的。

　　水波是行驶在由水分子（以及其他分子）组成的液体中，声波是行驶在由氧气、氮气等气体分子组成的空气中，而光波是行驶在由光子组成的空间（宇宙空间）中。而相对于光、光子、光波来说，整个宇宙空间永远是零点的，自然这个宇宙空间不会是“以太”。因为这个“以太”应当类似于液体、空气，是实实在在的，不会是零点的。因此说，并不存在以太。由于不存在以太，光波的传导方式与水波、声波的传导方式是应当不同的。

　　七、宇宙空间——空间——虽然是真实存在的，但不会是由以太构成的

　　如，你和一束光的前端同时从地球出发，你飞行的速度是逐渐加速；在飞行中，你可以是不同的速度，以致可以是1年走100亿光年的速度，可以是1秒钟走100亿光年的速度。在飞行中，你会发现，不论你是何种速度，这束光的速度永远比你的速度还要再快上30万公里/秒，光相对你速度不变。

　　这束光可想象是个百亿光年长的火车，不论你是何种速度，这一节节车厢总是连续着以30万公里/秒的速度在超你。当你以不同速度在飞行时，你只能测量到每节车厢在超你时的速度——永远是30万公里/秒。

　　按理说，这个火车、这一节节车厢，对它自己来说，它一直在以一个“固定速度”（30万公里/秒）在固定的空间中行驶着、飞行着。可是，当你以不同速度在飞行时，你不能测量到这个“固定速度”，它总是要加上你的速度。当你的速度快时，这个“固定速度”也快；当你的速度慢时，这个“固定速度”也慢。也就是说，这个速度并不能固定。

　　也就是说，并不存在这个“固定的速度”。同样，也就并不存在固定的空间，即宇宙空间不会是由“以太”构成的。宇宙空间应当是由“光子（体积光量子<弦>）”构成的，光子（体积光量子<弦>）不同于以太。

　　徐永海，住北京市西城区德胜门外新风南里10号楼6门501室，邮政编码：100088；电话：86-10-82082198；手机：18600229405；电子邮件：xuyonghai@aliyun.com。

　　　　　　　　　　　　　　　上帝的科学

　　　　　　　　——宇宙精神的终极与科学信仰的统一

　　宇宙本身是个点并在上帝的手心里，从这个点出发来探索宇宙推进科学。

　　大脑前额叶使人类具有了崇拜天性，崇拜耶稣拿去恨才能带来美好社会。

　　我们人类还具有迷信自罪暗示天性，宗教多迎合天性排斥耶稣带来愚昧。

　　　　　　　　　　　　　　　徐永海著

　　　　　　　　导论一　科学帮助我们知道耶稣是独一上帝

　　　　　　　　导论二　自然科学与基督信仰没有任何冲突

　　　　　　　　导论三　用自然科学来解释圣经中的创世记

　　　　　　　　导论四　相信上帝才能认清宇宙的本来面目