物质的时间效应
物质对周围空间的时间效应是如何的?我们通过广义相对论可以知道,任何物质都会对周围空间产生影响,产生时空效应,即时间和空间效应。我们在这里不谈空间效应,只谈论时间效应。
任何物质都会对周围时空产生时间效应,也就是说,我们感觉的时间根源于物质,没有物质就没有时间。物质的时间效应与什么有关,我通过对圆周运动的径向动量的计算和史瓦西半径的思索,可以得出;物质对周围空间的时间效应与物质质量成正比,与距离物质的距离(半径)成反比,这是一个多么简洁的公式,T=M/R。如果T的单位是秒,质量的单位是千克,半径R的单位是米,那么这个简介的公式需要配一个系数,这个系数也许会与引力常数G一样成为一个常用常数,暂时用Z表示吧,得到公式T=ZM/R。
我们根据广义相对论的引力延迟公式,可以清楚地知道,物质的引力延迟效应与物质质量成正比。
我们怎么得到物质的时间效应与R成反比的关系?我们可以通过史瓦西半径来感受。史瓦西半径为Rs,物质在史瓦西半径处的时间效应为T,在2R的地方,时间效应为多少呢?如果物质质量增大一倍,其史瓦西半径刚好扩展到2R的地方,此时2R地方的时间效应也为T。在半径一定时,这样就不需要考虑半径R因素了,物质质量增大一倍,其时间效应增大一倍。说明之前物质质量没有倍增时,物质在2R的地方产生了T/2的时间效应。类似的推理,在4R的地方产生了T/4的时间效应。也就是物质产生的时间效应与R成反比。
为何物质的时间效应与R成反比关系呢?这应该来源于物质的时空效应就是引力的时空效应。物质产生的引力会产生空间效应,而时间效应本质上根源于空间效应。物质的引力决定空间,进而决定我们感觉的时间,时间很有可能是一种感觉,而空间是更为实实在在的。时间是由空间中的长度决定,而引力场强度是由空间中的面积决定,距离倍增,虽然引力场强度降为1/4,但长度关系可不是平方关系,而是正比或反比关系。因此,距离倍增,时间效应减半,即距离与时间效应成反向关系。
我们怎么找到公式T=ZM/R中,系数Z的数值。根据史瓦西半径公式RS=2GM/CC,比牛顿力学计算的黑洞半径大了一倍,为何如此,就是物质的时间效应所致。由于质量的引力延迟效应,在史瓦西半径处,其时间运行速度较慢,也就是时间被延迟了。这才导致光线可以在史瓦西半径处环绕物质做圆周运动。时间被延迟等效于速度被放慢,在我们看来或感觉,史瓦西半径处的光速小于我们空间的常规光速。
联立公式T=ZM/R和RS=2GM/CC,此时R=RS,二者等于史瓦西半径,可以得到Z=T2G/CC。T此时是确定的数值,因此Z=T2G/CC是一个常数,是一个与万有引力常数G有关的常数。
史瓦西半径处的光速C是小于我们的常规光速的,相当于0.5倍的√2光速。我们知道史瓦西半径处的光速C会小于固有光速,按照牛顿力学计算的光速环绕速度公式应该是R=GM/CC,而史瓦西半径却是RS=2GM/CC。这种差异来源于什么?这来源于我们的固有光速,就是我们使用的光速数值与实际的光速差异。
实际上,由于史瓦西半径区域的时间运行缓慢了,光速也跟着下降了。而我们依然把光速取值固有光速C,这就不合理了,这就是史瓦西半径为何是牛顿力学半径的2倍的原因了。为了守恒,此时的实际光速下降到固有光速的√2/2了。光速平方后,分母会多出1/2,这是史瓦西半径公式分子2的来源。因此,物质在自己的史瓦西半径区域的时间效应是T=2/√2-1。由于时间效应与距离成反比,因此,可得公式T=(2/√2-1)RS/R,RS是史瓦西半径。
T=ZM/R,把常数Z代入公式,可得公式T=(2/√2-1)2GM/RCC=(2/√2-1)RS/R。RS史瓦西半径。这是质量M在距离自己R的地方的产生的时间相当于固有时间的倍数,这就是物质对周围空间产生的时间效应公式。