03.04 先有时空还是先有物质能量?

星宇飘零2099


这个问题涉及到宇宙起源问题。宇宙大爆炸理论是现代宇宙学中最有影响的一种宇宙起源理论,这个学说是一种越来越多证据支持的科学假设。

这个理论1927年由宇宙学家勒梅特首次提出,1929年,美国天文学家哈勃根据这个假设提出了哈勃定律,这个定律认为星系红移与星系间的距离成正比,推导出星系都在互相远离的宇宙膨胀说,这个学说得到了越来越多的观测证据。1946年美国物理学家伽莫夫正式提出大爆炸理论,认为宇宙由大约140亿年前发生的一次大爆炸形成。

包括爱因斯坦在内的一大批科学家对哈勃红移现象进行了观测和验证,发现不管从那个方向看,远处的星系都在远离我们,而近处的星系却在向我们靠近,这就说明了两个问题,一是宇宙在不断的膨胀,二是在过去某一时刻宇宙是紧密聚集在一起的,这就诞生了奇点理论。

后来越来越多的事实为宇宙大爆炸理论给予了支撑,最有力的证据是3K宇宙微波背景辐射、氦丰度、星系恒星的演化过程,这些证据与哈勃定律一起成为宇宙大爆炸理论的四大支柱。

我们确定好了这个前提和基础,就好回答是先有时空还是先有物质能量的问题了。

宇宙大爆炸理论认为,我们宇宙138亿年前起源于一个体积无限小,时空曲率无限大,密度无限高,热量无限高的一个奇点。这个奇点是一个超时空的玩意,我们现在已知所有的理论在那里都无效。部分宇宙学家称那个奇点为量子真空(假真空),其充满着与海森堡不确定性原理相符的量子能量扰动,这实际上就是一种我们无法探知的能量。从这个意义上来说,宇宙是先有能量,但这个能量我们无法描述,也不是我们这个时空的东西。

宇宙大爆炸理论认为,我们能够认知的这个宇宙是从大爆炸那一刻诞生的,时空物质同时诞生,三者是三位一体,密不可分。

不存在没有物质和空间的时间,也不存在没有时间和物质的空间,更不存在没有时间和空间的物质。在大爆炸之前这一切都是乌有之乡,所谓无限曲率就是把时空无限的压缩到了另一个超时空,我们这个宇宙就是什么都没有。科学家们根据大爆炸理论和各种证据对大爆炸的的过程进行了一个描述,这就是时空诞生的简史。

大爆炸开始那一刻,是科学界认定的普朗克时间,也就是宇宙中最短的时间,再短的时间就没有意义了。

这个普朗克时间产生了普朗克温度和普朗克密度,在我们这个世界没有比这更高的温度和密度了。这个普朗克时间就是10^-43秒,就是小数0.后面有43个0后面拖个1秒;这个时间宇宙的温度是10^32度,就是1后面拖有32个0度(以后类推);宇宙的密度是每立方厘米10^94克。宇宙在这个时间引力子出现了,但现在认知的其他3种力仍为一体。

大爆炸后10^-35秒,引力已经分离,夸克、玻色子、轻子形成。温度降到10^27度,这个阶段宇宙发生了暴涨,是第一推动的暴涨期,暴涨仅持续了10^33秒,这个瞬间宇宙经历了100次加倍(2^100),宇宙尺度已经是先前的10^30倍。宇宙暴胀理论认为,暴涨停止时,今天所能探测到的东西都已经在各自小区域稳定下来。

后来宇宙经过粒子期,质子、中子及其反粒子形成,玻色子、中微子、电子、夸克和胶子稳定下来,与周边开始冷却,各种力开始形成。

大爆炸0.01秒时宇宙温度降到了1000亿度;大爆炸10秒后,宇宙温度降到了30亿度,原子核开始形成;这以后一直是粒子和各种力在形成过程中,宇宙依然是一片混沌,光依然无法发出。

一直到了大爆炸1万年后,物质密度追上了辐射密度且开始超越它,宇宙的动力开始为物质所主导。

30万年,宇宙温度已经降到了3000度,第一个中性原子才出现,宇宙主要成分为气态物质,逐步在自引力作用下聚集成密度较高的气体云块,宇宙发出了第一缕光线,恒星和星系开始酝酿形成。

2018年2月28日发表在《自然》这个世界著名专业科学杂志的一项研究表明,坦佩亚利桑那州立大学的天文学家Judd Bowman领导了一项研究,这项研究发现了宇宙中第一颗恒星的踪迹,这颗恒星诞生于大爆炸后的1.8亿年。

如果这项研究最终得到证实,可以认为我们宇宙的恒星和星系从大爆炸1.8亿年开始形成。这以后宇宙风起云涌在不断的膨胀中发展到了今天这个样子。

现代宇宙科学研究表明,我们的宇宙中可见物质(包括星系、星云、黑洞等所有可见物质)才占有宇宙总密度的4.9%,暗物质占有26.8%,暗能量占68.3%。

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时空通讯


以下,我先给个一个物理公理集的大致框架,然后回答时空与质能的关系。

纵观认识发展史,我们有广义物理学:涉及逻辑学、哲学、物理学、数学、天文学、地理学、化学...等学科。这些学科揭示的基本原理,经过进一步考核、加深与补缺,构成广义物理公理集,或称科学公理集。

构建科学公理集的意义在于:作为所有学科的指指南、理据与判据。

科学公理集包括几个子集,诸如:逻辑公理集、哲学公理集、数学公理集、物理公理集、化学公理集、宇宙公理集。

作为示例,我推荐九个科学公理,如下。

1 因果有序性公理:事物的联系与发展,必然存在特定的时空序列或因果关系。此因果律是定义/判断/推理/证明的根基。

2 思维规范性公理:基于因果律的概念思维操作必须遵从同一律、排中律、不矛盾律、充足理由律。

3 命题有效性公理:命题的有效或科学性,取决于必要的理据与充分的实证。

4 时空无限性公理:宇宙是无边无际的无始无终的充满物质的固有存在。

5 真空漩涡场公理:空间充满不同密度的真空场物质与特定比例的费米子物质,空间物质不均衡分布必然伴随真空漩涡场。

6 体积伸缩性公理:真空体积的收缩或膨胀,必然导致真空度的上升或下降,物质的真空度与质密度成正比。

7 自旋进动性公理:由于真空度分布的不均衡性,所有费米子与玻色子皆以光速自旋来实现各自椭球体构型,同时伴随进动或绕旋。

8 最小作用量公理:物系总会受到环境影响,物系内部的相互作用,必然倾向于非对称的动态平衡或测地线运动,且有尽可能小的差额量。收缩过程的熵减或引力略大约熵增或斥力,反之亦然。

9 统一参照系公理:无限延伸或绝对静态的空间,可以作为测量物质参数的统一参照系。空间的任意一点,皆可作为坐标原点(0,0,0)。

有了几个公理,就可以回答本题了。由于时/空/质/能是从四个侧面,描述特定物质状态的参量,因此没有先后之分。

时间,反映物质运动的顺序与进程。

空间,反映物质结构的收缩与膨胀。

质量,反映物质内部核子自旋角动能的规模。

能量,反映物质内部电子轨道角动能的规模。

根据遍历原理,时间与空间可以互为代表,光年/光日就是例证。根据自旋原理,质量与能量可以互为代表,电子伏特就是例证。











物理新视野


不存在“空空”的空间。

生活中,杯子可以装水,将水倒掉,杯子立马装了空气,一边倒一边进空气,如果杯口小,倒急了,空气一时进不去,水还一时倒不出了。为了保温,人们生产了“真空”杯一一双层杯,并把中间的空气抽出,只留下了一点点空气,人们不想再抽了,再抽下去,“真空”杯就会被压瘪了,双层杯之间的空间将变少。一直再抽下去,双层杯之间的空气分子被抽完了,双层杯之间也就贴在一起了,之间原先的空间消失了。

在上述过程中,我们如认为空间是固定的,我们会发现,原先双层杯之间的空间,被双层杯杯体及其外围的空气等占据了。

空间总是装有物质能量的,如果把原先空间中的物质“拿掉”,总会有其他的物质能量来补充占据,否则连空间也一并被拿掉了。

不存在“空转”的时间。

只要有空间存在,就必定有物质能量在其中,而且,在其中的物质能量总是变化运动着的,运动变化是物质能量的本性。如果在某一空间的物质能量不运动变化了,那么,这一空间中的时间可以是任意的,取决于外围运动变化着的物质能量的时间。但是不确定性原理禁止固化的物质能量,时间无“空转”。

物质、能量、运动、时空密不可分。

物质、能量、时空同源,同生同灭。


stemmer


大家还在关心宇宙及宇宙的组成问题,这说明科学还有救。

其实没有能回答了这个问题。因为我们人类目前的科学发展观水平也只是能比较真切地了解到原子级别,再往下的更小粒子都只是在摸索阶段。所以说宇宙是由什么组成的?什么叫物质?有没有不叫物质的存在?这些都是个问题。比如说光线的传递。光线是怎么从A点到B点。是A发射出物质,比如说不停抖动的光子到B呢,还是A点只是物质抖动了一下光以光子为媒介以波的形式传到B的呢?如果是前一种,这意味着我们的灯泡其实是越点亮的久,灯泡本身是会变的越轻,或者说地球是会变轻的。如果是第二种,你去找一个不发光的光子还是个难题。

我们目前知道的物质其实都是动来动去的,没有一个是完全不动的。如果有人发现了一个完全不动的东西,那它叫什么,什么叫物质?

最后就说说,其实时间与物质目前我们知道的是,每个物质都在动,这叫有时间。在动的东西,也就是有时间的东西,我们暂称其为物质。。。。就这么绕,就这么不讲理。没时间,没物质是另外一个世界的事,人类暂且还一无所知!


飞扬46644226


本题应归为宇宙模型理论问题,现代主流奇点大爆炸论表明时空由奇点产生,能量物质就浓缩在奇点里,如果奇点不爆炸一切都免谈,那么时空物质能量三者论先后:奇点之前等于不存在,奇点自带物质能量,因爆炸就产生了时空。这样的宇宙模型科不科学,我认为很不科学,这些都是西方逻辑所谓的主流,说是逻辑实际没有逻辑,自然界的和谐自洽性规律被这一群所谓的主流搞得不和谐也不自洽,经典论相对论量子论弦论M论等各说各的逻辑,这些理论彼此和谐自洽了吗?不和谐自洽还算科学理论吗?聪明的爱因斯坦最后是否烧了手稿,如果烧了也算是立地成佛了。

发现问题不是目的,目的是找出问题并解决问题,不知而确信才是真正的迷信,诺奖的规定就是奖有创造发明不迷信的人,中国现代无诺奖,原因就是没有创新,一大群所谓的官科士院整天迷信,牛顿放下他的经典还要去神学掘金,爱因斯坦不迷信听传闻干碎烧掉,可是这些自任为学识大家拿着牛顿爱因斯坦放下的作为宝贝,何时才是头呢?

今天受邀说一点一个中国农民对自然宇宙的演化模式,希望共同努力,走出百年误区。

宇宙是人类对一切存在或有的称谓。存在由存在过程体现,过程又由万事万物生老病死来完成,所谓万物并非不变之物,而是不同规模的运动几何造型的动态型体,生死都是因运动而发生的型态变化,从此型态变为彼型态,这就是自然的演化存在模式,此刻的一切由过去的一刻存在演变而来,所以自然宇宙是演化宇宙,宇宙就是存在的运动态,因运动才能体现空间,因变化才能体现物质,因型态变化并转移型态变化才有能量运动态,时空只能理解为存在态,无任何具体物理量,物质空间能量不存在谁先谁后,它们共同构成运动态作为存在方式,如果将它们分开都将等于不存在。所以人类认知的一切物理量都是运动态的不同规模变化过程描述。例如一粒电子,半径是自旋规模,电荷是自旋径落产生的空间动态落差,不同落差才有不同的相互结合力,才有万物的产生,如果不自旋也就什么都没有,电子煙灭产生能量就'是电子的自旋型态消失,拥有空间动态量被它物占有,占有的分摊过程也就成了能量运动过程,所谓能量就是使运动体变型的量。时间这摡念只存在于具体物态上,随物生灭,是能量运动使物变的影子。宇宙是演化存在模式无始无终也就不存在时间概念,空间是运动场所,是动的根本,万物才因动而有,所以宇宙的本质就是存在,动是根本,不动存在无以体现。(本文原创,个人研究结论供参考)。


宇宙谱


无中生有,𣎴能说它不符合逻辑,无中究竟能不能生出有来,是一个实测判定的问题,如果实测发现无中确实能生出有来,那这就是一个真命题。过去,我们就曾认为,微生物,就是无中生有自动产生的。量子力学认为,真空不空,不空的真空中的涨落,就能无中生有的产生出物质粒子。但无中能不能生出时空,却值得仔细的分析。

时空究竟是什么?时空是弯曲的吗?它的弯曲程度是由物质存在和运动状态决定的吗?时空真的与物质能量同生同灭吗?

时空究竟是什么,许多哲学家对此问题进行过讨论。如何从物理学的角度回答这个问题,我认为,只要我们回答清楚了时空是怎么测量出来的,测量的对象是什么,测量的方法是什么,测量所用的基准是怎么制定出来的,也就是从物理学的角度,回答清楚了什么是时空这一问题。

例如,为了测量两物体之间的距离,我们首先规定那个保存在大英皇家天文台一个恒温恒湿箱中的铂金条为标准的直尺,它的长度就是标准的1m,用这个标准直尺去与两物体之间的距离比较,就可测量出这两个物体之间的距离。同样,为了测量时间,我们规定,铯原子的周期性振动是我们的标准时钟,它在规定次数内的振动所持续的时间,就是标准的1s。如果说时空因物质存在和运动而弯曲了,是不是指这个标准直尺弯曲了,这个标准时钟的走时变慢或变快了?如果是,请问你是与谁比较的?有比这个标准直尺和标准时钟更标准的直尺和时钟吗?

也许有人会说,时空弯曲,是指时空坐标系弯曲了。但时空坐标系应该是与标准的直尺和标准的时钟等价的呀。标准直尺和标准时钟不能弯曲,那时空坐标系会弯曲吗?

有人说,在广义相对论中,时间和空间已经组合成为一个“有机的整体”,弯曲的是四维的时空。我知道,广义相对论中的时空弯曲,是由一个被称为度规的物理量描述的。如果ds^2=dx^2+dy^2+dz^2-c^2dt^2,则时空就是平直的,如果该式不成立,成立的是ds^2=gijdxidxj,则时空就是弯曲的。请问,ds怎么测量?测量了什么才算是测量出了ds?只有当我们测量出了ds,并与测量出的dx、dt比较,才能知道究竟是那个公式成立,才能知道时空究竟是平直的,还是弯曲的,但ds怎么测量?测量的对象是什么?

标准直尺和标准时钟是人为规定的,谈论标准的弯曲、变化是毫无意义的,没有比它更标准的标准,与标准直尺和标准时钟等价的时空坐标系,也不会因物质运动的存在而弯曲,时空与时空中的物质存在和运动无关,二者不存在是否同生同灭这一问题,因为时空的特征,是在我们规定标准直尺和标准时钟时,人为规定好的。


董加耕


先有时空还是先有物质能量?先有能量,时空和物质没有先后顺序。时空也不是一体,就是时间和空间。先产生了空的天体,宇宙也可以叫作天体。这个空的天体中可以产生空间、时间、各种物质和生命。空间是位置的距离,时间是顺序的距离。有的生命生存的世界里没有空间,也没有时间。他想到哪,一想就到,也没有过程。几个觉者在哪唠嗑,看那个人出生了,再唠两句一看,那个人入土了。有的世界里没有时间,这一层的生命从这层宇宙的开始到结束都在这个世界里,多少生多少世都在这里。有形体的生命,身体到一定时间就得换了,就是身体不行了,真神脱离身体,这个身体化掉了,从新产生一个身体,继续在这里生存。对人来说就是人死了,从新转生。生生世世都在这里了。不同的空间里的时间个不相同,人这一秒钟,微观世界里可能几万年,几亿年。所以,原子、电子等等微观粒子就测不准。不是观测可以造成坍塌,就是用中微子测量电子一样测不准。因为我们的时间计量相对于微观的时间太粗糙了。如果以100年的偏差测量地球在太阳的哪个位置?就算测量的能量很小,干扰不了地球的运动也测不准在哪。空间、时间、物质可以同时产生,也可以只产生一两种。


先生242470081


其实,时间,空间,物质,能量,信息,意识,场,这几个概念我一直傻傻分不清楚。场,是物质的存在形态,这个是高中物理上说的,那么,场是物质。然后,爱氏质能方程告诉我们,物质和能量在一定条件下可以转换,那么,物质=能量。再然后,广义相对论上说,物质告诉空间如何弯曲,空间告诉物质如何运动,这里可以看出,物质和空间不可分割,而弦论也说任何粒子其实只是空间弦,于是,物质=空间。相对论里,时间和空间不能分割,构成四维时空,在洛伦兹变换下,时间维和空间维能够互换,那么,我也可以认为,物质和时间也无法分割,于是,时间也是物质的一种属性,于是我就继续划等号:时间=物质。这样一来,场,时间,空间,能量,要不就是物质的存在方式,要不就是物质的属性,所以一个物质概念足矣。剩下两个概念,信息和意思。先来看信息,香农有个信息熵的概念,好像也有个公式是每写入或者擦除一比特的信息需要消耗多少能量,这样看来,信息也只不过是物质的一种属性。最后就是意识了,哲学上跟物质相对立的概念,我大胆推测,意识跟物质也密不可分,可以算上是一体两面。所以物质一统天下,万寿无疆😄。既然是这样,那就无所谓先有什么后有什么了,一切都是物质,一切都是同时存在的。


水滴的三体


空间第一;质能第二;时间第三。

空间是是永恒的。空间只有内涵的变化,没有尺度距离的增减。个体空间能够扩张,但并不是增加了宇宙的空间总量,而是占据了闲置空间或别人的个体空间。

质能是空间分化的结果。空间原本为0性态。原始0性态空间分化质量负性空间和能量正性空间。质能两性空间经过无穷层次的组合与分化,形成的就是宇宙万物。其中能量大于质量的组合体,因膨胀挥发性大于收缩聚敛性而形成虚空,所以,虚空越虚,则能量的纯净度越高,所以,虚空就是能量空间。其中质量大于能量的组合体,因收缩聚敛性大于膨胀挥发性而形成实体,所以星球实体、以及一切有形质量体,均为实体空间。

为什么哲学家眼中的矛盾对应体都是既相辅相成又相制相克的?原因就在于,以质能为起点矛盾对应体都是源于0性态中性态的对应分化、对立分化、对称分化。

至于时间,则是质量与能量的分合演变过程。所以,时间是由质能的演变产生的。


周庆和1178559755


我认为是先有时空然后有物质能量。物质和能量首先要有一个收纳的地方吧!没有空间物质能量就没有地方儲存和收纳。比如,我们买了房子,有了这个空间,才可收纳衣柜,厨柜,马桶,床,洗浴用品等物品。电灯,电视,天然气也才能发光,发热。天体也一样,有了大空间,才会容纳下太阳,月亮,金,木,水,火,土等星座,还有人类发射的卫星有空间才可以挂上循轨道运转,没有空间不可想像。


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