论坛世界（239）

时空连续性与真空能（暗能量）理论——力的统一·

王音光 电话：13505208831七     相对论施瓦西解与引力红移

七．一   相对论施瓦西解

     由时空连续性定律第3条：

在绝热自发状态下物体的时空尺度与场源时空尺度保持连续一致。

另由2.7.14式 ln(K)=γ，dK/K=dγ，当粒子速度很低时，K=(1-β²)^1/2≈1，所以dK=dγ，这说明近程星系时空尺度的变化可以用实粒子的尺度V近似。

我们取一个随体试验粒子，粒子引力势很小，不会影响场外的势能Ψ。粒子只沿半径方向有位移,在经纬度没有位移，即 

                             dθ=0    dφ=0

取3.5.1式省略下标  EV=M0*c0²     E=M0*c0²/V     dE/E=dE*V/(M0*c0²)

    由3.5.1式                E*V=常数-------------------7.1

      由3.6.1式如果将粒子均值体积Vm 代入3.5.1式求真空能均值E同样满足。

由7.1式                 dV/V=-dE/E------------------7.2

由4.3.4式 V/V0=K，dV/V0=dK，代入7.2式

                        dV/V=V0*dK/V=dK/K=-dE/E

由2.3.2式 t/t0=K，dt/t0=dK可得

dt/t=dK/K

所以dV/V=dt/t，将dV/V=dt/t代入7.2式 

dt/t=-dE/E------------------7.3

积分7.3式               E*t=常数=I------------------7.4

7.4式与7.1式说明粒子的时空尺度V、t同步变化，这正是我们所预料的。

在粒子与场源时空连续状态下，由时空连续性定律粒子的尺度Vm与场源尺

度Vb一致，Vm=Vb，所以粒子的时空尺度t等于场源的时空尺度△t

   t=△t------------------------7.5

将 t=△t代入7.3式       d(△t)/△t=-dE/E

将 E=M0*c0²/V 代入上式  d(△t)/△t=-dE*V/(M0*c0²)-----7.6

粒子与场源时空连续必有势能守恒，将4.2.3式dE*V=-dΦ(r)、M0*c0²=常数

代入7.6式                   d(△t)/△t=dΦ(r)/(M0*c0²)-----7.7

对7.7式积分，积分区间从Φ0到Φ´，时间从△t0到△t，△t0是场源当地客观发生的，比如地球表面。令Φ/M0=Ψ是单位静质量的势能。

ΔΨ=Ψ´-Ψ0  

                           ln(△t/△t0)=ΔΨ/c0²

                          △t/△t0=exp(ΔΨ/c0²)---------7.8

我们取无穷远点为参考点Ψ´(∞)=0，exp(Ψ´/c²)=1。这实际规定了测量标准在无穷远，△t=dt是世界时。令Ψ0=Ψ

dt0=dt*exp(Ψ/c0²)

  两地的时空尺度膨胀比例应该一样，由2.3.9式可得   

                          dr0=dr*exp(-Ψ/c0²)------------7.9

 当地实际测量的的尺度应该是dt0与dr0，带入四维时空距离可得

                         (ds)²=-c0²(dt0)²+(dr0)²

                                                          =-c0²(dt)²exp(2Ψ/c0²)+(dr)²/exp(2Ψ/c0²)

  取引力区  Ψ=-G*M/r，如果      2Ψ/c0²<<1

                         exp(2Ψ/c0²)≈1+2Ψ/c0²

  施瓦西解               (ds)²=-c0²(dt)²(1+2Ψ/c0²)+(dr)²/(1+2Ψ/c0²)

                           =-c0²(dt)²(1-2G*M/rc0²)+(dr)²/(1-2G*M/rc0²)

我们这里的dt、dr物理意义比施瓦西解更明确，dt、dr是在无穷远观察客观dt0、dr0在Ψ处的时空尺度。即2.3.9式dt0/dt=dr/dr0=k,dt>dt0, dr0>dr。

由引力平衡可知粒子尺度Vm与场源尺度Vb一致，所以dr=dr0*exp(Ψ/c0²)就是场源半径尺度dr的变化，一把尺子r0在场源不同位置有不同的尺度r。

关于黑洞

     施瓦西解的奇点是r=2GM/c0²,r/M是形成黑洞的单位质量理论半径。由7.9式可知，真空能理论除r=0外没有奇点。

     1    宇宙初始粒子从产生那{yt}起r=0就是黑洞，可以称微型黑洞。

     2    粒子时空是膨胀的，膨胀必然造成引力的降低，要保持黑洞的地位，必须有质量的积聚，由此产生时空的收缩，以抵消由于膨胀造成的引力降低，因此保持黑洞的条件是物质积聚速度必须至少等于时空的膨胀速度，否则黑洞必将由于膨胀失去黑洞地位。这要求黑洞质量是随宇宙膨胀速度至少是同步的长大。

     3  由dr0=dr*exp(-Ψ/c0²)可知，星系互相接触要有时空收缩，黑洞是吞噬星体的，因此黑洞实体是时空极度收缩的星体。

     4  宇宙初期的粒子都是微型黑洞，随着速度的降低它们可以积聚形成更大的黑洞，因此宇宙初期应该是以大小不同的黑洞为主，随着宇宙的膨胀，一些小的黑洞失去黑洞地位，一些大的黑洞吞噬周围的小黑洞长大保留下来，这些小的黑洞逐步膨胀变成普通星体围绕在大的黑洞周围，形成星系。  

所以宇宙应该是先有黑洞而后有星系更合理！！

5   由我们正负电子产生的分析，宇宙早期应该有一次欠饱和造成的宇宙时空收缩，因此早期宇宙曾经有虚粒子气体团，这个气体团不但产生大量的正负电子，还应该有极强的γ射线，高度积聚的虚粒子发光有可能是引力蓝引。

6   强大的黑洞实体时空是高度收缩的，时空与外场黑洞时空如果不平衡有可能产生斥力。如果相互运动同方向还应该造成极大的感生力场，这个感生力场有可能是斥力，所以不排除黑洞被抛出的可能。这是可以观测。

7   由质量与时空尺度的5.3.2式m*V=常数关系，星系时间越早，质量越大或密度越大，星系尺度V反而越小。

反过来说，尽管星系由于碰撞积聚而长大，由于时空尺度膨胀，现在的星系密度并不比早期星系的密度大多少，但星系积聚的质量能是增加的。

七.二   引力红移γ

我们用引力红移作为以上概念的总结。

由7.8式△t/△t0=exp(ΔΨ/c0²)代表不同势能之间的时间△t0、△t的关系。令  γ=(△t-△t0)/△t0，因为  △t=△t0+(△t-△t0)       

所以                   △t/△t0=1+(△t-△t0)/△t0=1+γ             

由7.8式                1+γ=△t/△t0=exp(ΔΨ/c0²)

                       γ=exp(ΔΨ/c0²)-1---------------7.10

由于|ΔΨ/c0²|<<1,所以   exp(ΔΨ/c²)≈1+ΔΨ/c0²

代入7.10式            γ≈ΔΨ/c0²----------------------7.11

所以引力红移           |γ|=|exp(ΔΨ/c0²)-1|≤1

注意：质能守恒3.5.1式EV=M*c²与时空连续性是两个互相独立的物理概念，联立后得出与广义相对论一致的结论。

八    证明测不准原理与普朗克常数

由{dy}章{dy}条假设，质量能是不连续的，物质有最小极限单元。

如果质量能是量子化的，时空会出现什么情况呢？引力势Φ(r)就是相对无穷远处真空能的亏损值，如果引力中心的质量能有最小极限单元，引力势肯定是不连续的，质量能有最小单元，引力势就有最小单元。这是在假设基础上的逻辑推理。这个引力势是广义的，包括静电势能。

我们从可逆态研究，即粒子时空与当地的时空平衡

即                      dEk=-dΦ(r)--------------------8.1

这就是引力势守恒方程，上式说明如果引力势有最小单元，动能的变化就不可能连续，有最小动能增量△Ek0。

证明普朗克常数

由7.4式                E*△t=常数=I

由3.5.1式              E*V=M*c²=常数   dE*V+E*dV=0

由4.3.1式              dEk=dE*V=-E*dV

由8.1式                dE*V=-dΦ(r)

由dE*V+E*dV=0        dE*V=-E*dV=-dΦ(r)

将E=I/△t代入上式     I*dV=△t*dΦ(r)--------------8.2

注意：V应该是粒子引力平衡4.7.1式均值体积Vm，E*△t=常数=I代表的是粒子的真空能均值E与时间△t的关系，由时空连续性可知△t是引力平衡状态下就是微观粒子质心所在位置的时间。

由于引力中心质量能M*c²的不连续性，引力势增量的最小值就是              dΦ(r)=△Φ0,不可能比这再小。

势能增量是要跨越时空的，势能增量的最小单元对应的时空跨度也必须有一个最小空间△r0单元，由2.2.1式粒子必有一个最小时间单元△t0与之对应。

所以8.2式的最小值为

               △t0*△Φ0=h------------------8.3

h是最小能量单元与最小时间单元的乘积，h就是普朗克常数。由8.1式△Φ0必然对应一个最小动能增量△Ek0。

不考虑动能增量的{jd1}值，由8.3式可得下式

               △Ek0*△t0=h------------------8.4

△Ek0与△t0是测量仪器可测量的最小误差。上述计算过程可以看成测不准原理，当力图在“同一地点同时”测量粒子的能量时，实际上是测量最小时间△t0单元始末对应的两地的能量值△Φ0与之对应，而不可能是最小时间单元始末当中的某一时刻的能量，因为没有当中的概念。即不是同一点也不是同时的，所以总是有误差，这个误差就是最小时间单元对应的最小空间单元的势能差△Φ0，也就是粒子的最小动能差。粒子的跃迁至少是最小单元的整数倍，所以测不准原理

                      △Ek*△t>h----------------8.5

h就是普朗克常数。只要承认质量能是量子化的，就必须承认时空是量子化的，自然就会有测不准原理。

8.5的含义是，能量与时间的测量误差的乘积要大于普朗克常数。

可见，我们不但可以从真空能方程得到连续的能量方程还可以得到不连续的能量测不准关系8.5式。我们知道，量子力学测不准原理是作为定律引进的，在这里是作为定理推理的。

其实我们还有一个更准确的公式，就是2.3.8式

                        △t*△L=常数

如果存在最小时空单元△t0、△L0，我们可以很明确得出

                        △t*△L>△t0*△L0=常数-------8.6

上式的含义是微观粒子时间与位置的误差的乘积不可能无限小。

如果粒子释放质量能，释放的能量应该是最小能量单元的整数倍。

由普朗克常数的含义可以求出真空能最小能量单元W0

                         W0=h/△t0=h/T0

令                       f0=1/T0=1/△t0

     所以                     W0=f0*h-------------------8.7

这就是真空能最小能量单元，也就是质量能的最小单元，f0是光子的{zd1}频率。同理粒子在引力势中移动，势能增量应该是这个最小能量W0的整数倍。只不过宏观这个最小能量单元太小了，能量可以看成连续的。

注意：时空连续性7.4式 E*△t=常数 与质能守恒 dE*V=-dΦ(r) 是互相对立的两个物理概念，联立后得出测不准原理。

九     宇宙现象的真空能解释

九.一   起潮力

     假设地球原来是正圆，由4.5.1式  dV/dr=-V*f/c²，当地球、月亮、太阳在一条线上时，由于地球沿太阳半径方向dV/dr变化{zd0}，正圆变成椭圆，最远点与最近点这种起潮力是可以很大的，造成大小潮。当然在这个时间对应的相应地区也应该是地震频发区。当多星集中半径一侧，对地球的潮、地震影响很大。

九.二    时空尺度均值不同的粒子有不同的地表速度

     实验发现，弱作用粒子静质量不同有不同的速度，静质量越低，速度越高。并且可以保持这个速度。

原因很简单，粒子时空膨胀度不一样，单位质量所含的外场真空能不一样。粒子时空膨胀度大，单位质量占有的时空尺度越大，所含外场真空能就多，时空膨胀度越大的粒子收缩到与地球表面同样的时空尺度，释放的真空能dΦm越多，这部分真空能转化成粒子的动能。

由4.2.3式dEk+dΦm(r)=0，粒子的动能增量就是粒子释放储存的外场真空能增量，可逆状态下，粒子通过速度可以达到地表一样的时空尺度。

所以弱作用粒子初始膨胀度不一样，达到地表时空平衡的速度不一样。光子是膨胀度{zd0}的粒子，静质量{zd1}，可达到近似光速。

九.三    原子能级原理

我们知道原子中的电子在电场作用下围绕原子核运动，电场就是真空能场，原子的空间非常小，正电子真空能的时空量子性应该能显示出来，电子在原子不同轨道中运动，轨道之间的距离不可能是连续的，必须是当地最小空间单元的整数倍，由此形成能级。

我们观察原子实际上是从无穷远向正电子引力势中心观察，而不是随体观察。由于不可逆性，原子中电子的能量跃迁应该是5.3.5式

     de(r)=-d(M*c²)=-dEk-dΦ(r)

质量能不可能低于最小单元质量能，应该是最小单元质量能的整数k倍。

由8.7式               W0=f0*h

电子质量能M*c²的增量就是辐射的光子，所以△(M*c²)<0

            △(M*c²)=-k*f0*h=-f*h    f=k*f0

电子质量能增量△(M*c²)<0,原子能的辐射△(Mc²)必须是W0的k倍。

由-d(Mc²)=-dEk-dΦ(r)，辐射光子时电子势能△Φ(r)是下降的，因为场源势能△Φ(r)也是按照最小能量单元f0*h的整数倍fΦ跃迁的，所以△Φ(r)=-fΦ*h。 

 将△Φ(r)=-fΦ*h代入5.3.5式-△(M*c²)=-△Ek-△Φ(r) 可得

                   f*h=-△Φ(r)-△Ek=fΦ*h-△Ek-----------9.1

                   △Ek=(fΦ-f)*h

由于电子轨道跃迁的动能增量△Ek>0很大，所以fΦ>>f,电子在原子势能中跃迁的最小能量单元的倍数fΦ远远大于电子释放的最小单元质量能的倍数f，也就是电子跃迁的最小量子时空尺度的倍数fΦ相当大。  

由此可以想象，原子可测量的时空对人类来说已经很小了，而电子的跃迁距离更是小的不可测。而fΦ相当大，换句话说已经小到不可测量的距离竟然是跨越了极大的时空，可见最小量子时空单元之小。所以我们所说的微观原子空间对最小量子时空单元来说是“宏观”世界，xx可以把时空看成连续变化。

越接近原子中心，时空收缩度越大，相当于时空密度越大，正电子势能{jd1}值变化△Φ(r)=fΦ*h越大，由于电子的质量能密度惯性增大，动能变化△Ek幅度减小，所以越接近原子中心，释放质量能△(Mc²)=f*h=fΦ*h-△Ek越大。所以越接近原子中心，能极差f*h越大。

在电子动能增加受限制的情况下调整电子的时空态，必须释放质量能---光子，使得电子的时空收缩与原子对应半径的时空相平衡。释放光子是电子调整时空状态的手段。

这就是能级原理，原子半径越大能极差越小。

从理论上来说地球表面的任何自由粒子运动包括月亮都没必要是连续的轨道运动，因为这不是维持系统时空平衡的必要条件，宏观物体的连续轨道运动是特殊现象。

当两地引力势不一样，场源时空尺度不一样，时空连续性要求原子时空尺度与场源时空保持一致，因此原子尺度收缩使得原子能级轨道的电子动能Ek不一样，由于粒子时空场的真空能Φ(r)不能流动，对于原子系统，任意两个能级之间的势能差△Φ(r)不会随原子时空的收缩与膨胀而变化。

由9.1式              h*(f2-f1)=-(△Ek2-△Ek1)---------9.2

同样原子能级在不同的引力势有不同的光子频率Δf=f2-f1，这就是引力红移原理，原子同样的能极差△En，由于引力势不一样，原子尺度收缩使得在原子同样能级差△En跃迁的电子所获得的动能△Ek不一样，使得辐射的光子频率f不一样，7.11式是从宏观引力势得到的引力红移，9.2式是从微观粒子获得的引力红移，本质都是时空连续性的必然结果。

电子的动能由2.7.11式(△Ek2-△Ek1)=△Ek=M0*c0²ln(V0/V)=-M0*c0²ln(K)

由9.2式 h*Δf=M0*c0²ln(K) ，Δf是引力势能差引起的频率差，代表两地的时空差，K是电子作为实心粒子的收缩度，可以看出

h*f*Δf/f=(h*f)*γ=M0*c0²ln(K)--------9.3

h*f=M*c²是光子能量，γ是引力红移，ln(K)=γ*(h*f)/(M0*c0²)。

由9.3可得              ΔK/K=Δγ*(h*f)/(M0*c0²)

ΔK<<Δγ

电子尺度的变化近乎为零。

九.四   宇宙射线源就是时空膨胀源

从真空能的分析来看，衰变的过程就是产生弱作用粒子的过程，也是时空膨胀的过程，所以宇宙射线源就是时空膨胀源。宇宙中有大量的γ光子以及其他粒子射线源，说明宇宙仍在不断的膨胀，而且衰变的粒子势阱越弱，质量越小，时空膨胀的速度越快，因此时空有可能在加速膨胀。星系爆炸也应该是膨胀源。