宇宙的四维空间结构及演变历程

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1、[上传失败？]宇宙的四维空间结构及演变历程邓卓辉（广东高州新垌一中525245）摘要文中进一步阐述“基于引力场物质性的相对运动原理”，着重从宇宙大尺寸角度对这一理论进行深化，并以此获得更多的论证依据。基本思想是：宇宙物质主要集中在一个三维弯曲封闭空间内，从而说明第四维空间的存在，在承认质能守恒定律基础上，论证宇宙物质的最初来源和最终去向。关键词经典时空观念，大爆炸宇宙学说，四维弯曲空间引言大爆炸宇宙学说详细地阐述了宇宙由一个温度极高、压力极大、密度极大的原始核演变而来，基于宇宙正在膨胀及微波背景辐射事实的

2、存在，这一学说正在被越来越多的人接受。这里根据质能相当原理统一起来的质量、能量守恒定律，论证原始核如何演变而来及最终演变去向，现存宇宙物质主要集中在一个三维弯曲封闭空间内，我称之为“四维弯曲体”。尽管大爆炸宇宙学说的追随者和爱因斯坦已经提出了相似甚至相同的思想，“正在膨胀的吹气球”、“有限无边的三维弯曲空间”、“超圆体”，但这里的论证相信更深刻和更具说服力。1何为四维空间和四维弯曲体1.1何为四维空间这里说的四维空间明显地与相对论指的四维时空不同，所谓四维时空是指三维空间与一维时间融洽而成为一个复合体，相

3、对论认为时间和空间是分不开的，是一个整体的不同部分，这里说的四维空间是指不含时间在内的空间，认为宇宙中除了我们熟悉的三维空间外，还有一维我们根本不知道存在的空间，它就在我们身边，与“长”“宽”“高”一样实实在在地存在着，可是却极难察觉，以致以目前极为强大和极为复杂的物理实验也未能发现。这里的理论认为空间与时间是各自独立的，而且为了方便理解，可以认为空间和时间是完全刚性的，就象牛顿提出的经典时空定义那样，因而这里的理论建立在经典时空观念之上。事实上，不管你是多么的不愿意承认，只要你联想着大爆炸宇宙学说，你就

4、想到了经典时空观念，而不是相对论时空观。在具有长宽高的立体空间里，由于经过一点只能找到三条两两互相垂直的直线，无论采用哪种坐标系，都必须且只须用三个坐标数，我们说它是三维空间，是我们已知的维数最多的空间。在想象的“四维空间”中，经过一点，不但可以找到三条两两互相垂直的直线，而且可以另外找到一条直线与这三条直线两两互相垂直，也就是说，经过一点有且只有四条直线两两互相垂直。1.2何为“四维弯曲体”可以从“圆”的角度理解四维空间。圆的直角坐标方程是，它是二维平直空间中一维弯曲空间（弯曲线），球面的直角坐标方程是

5、，它是三维平直空间中二维弯曲空间（弯曲面），同样可以在四维平直空间中设想一种三维弯曲空间，这就是我说的“四维弯曲体”，其直角坐标方程是，其中、、、分别代表四条两两互相垂直的坐标轴上的坐标值，表示离坐标原点的距离（半径值）。第10页（共10页）四维弯曲体究竟是什么呢？我们的观念仅仅知道三维平直空间，所以我们只能从三维平直空间观念中理解四维空间的有关现象，这就得借助比喻、推理和想象。设想以经过原点且垂直轴的平面横截球面（这相当于令），我们得到一个圆，同样，以经过原点且垂直于轴的平面横截四维弯曲体（这相当于令）

6、，我们得到一个球面，所以四维弯曲体是一个类似于球面（或者圆）的东西，只是这个“球面”除了“长”、“宽”二维空间外，还多了一个“高”——第三维空间。2存在四维空间的依据2.1平直空间和弯曲空间对于坐标系的建立是等效的在平面上，可以用两个坐标值确定某一位置，在球面上，我们同样可以建立坐标系，然后用两个坐标值确定某一位置。推及三维空间，即使我们认知的三维空间不是平直的，而是四维平直空间中一个较为特殊的弯曲空间，同样可以用三个坐标值对某点的位置加以确定，基于这点，我们才可以假设存在着第四维空间。2.2中微子惊人的

7、穿透能力图6中微子的惊人穿透能力是人所共知的，如果让中微子穿透一块100光年的固态铅，它被吸收的几率只有，相比于其它粒子，这种穿透能力实在令人震惊和难以置信。现有理论以“弱力”对中微子穿透能力进行理解，但我想，弱力理论中也许涉及第四维空间。如图6，设想通常的物质和光子只能在一个半径厚度很小的四维弯曲体内，在图中便是在两圆弧之间，光子遇到第一个实体粒子就被吸收或发生其它相互作用，而同一位置产生的中微子，如果可以不安份守纪，离开四维弯曲体，直到很远距离才有幸遇到粒子并与它发生相互作用。事实上，中微子并没有真正

8、穿越实体粒子，人们知道的中微子直线轨迹只是它真实轨迹在四维弯曲体上的投影，就象在空中飞行的小鸟可以轻易穿越河流一样。2.3自然界中存在的某些神秘现象一方面事例来自于某些人的神秘失踪和再度出现，这类例子至少可以举10个，这里只提及1978年5月20日发生在美国南方的新奥尔良城一所中学操场上的一件事，当时体育老师巴可洛夫在教几个学生踢足球射门，14岁的巴尔莱克突然一球射入球门，他高兴地跳起来一叫，当着众人的面，眨眼功夫就失去了踪影