王氏相对性原理：自然科学中任何量的值都是本征值

根据上一节分析说明，伽利略相对性原理和牛顿相对性原理的内涵相同，是完全正确的，其形式也非常完美，只是在范围方面有两点局限。初级王氏相对性原理成立的范围限于欧氏空间。高级王氏相对性原理说明从地球上得到的哈勃原理、宇宙大爆炸等涉及宇宙学的结论，在整个宇宙中都成立。根据王氏相对性原理，可以得到推论：自然科学常数与时空无关。综上所述，“王氏相对性原理”最终形式表述为：自然科学中任何量的值都是本征值。

理论教育 2023-11-21

宇宙演化：晚期时空的探索

第十五章介绍了宇宙早中期的演化，下面我们用经典的方法讨论宇宙中晚期的演化。v是此时该星系相对于宇宙中心O的退行速度。以上分析说明宇宙膨胀终有穷期，最后的归宿就是在自身引力作用下耗尽所有爆炸时获得的动量，然后收缩，反演大爆炸时的情景，回复为大爆炸时的状态。上述结论是假设宇宙表面在爆炸初期，引力与爆炸高温产生的斥力平衡时和太阳表面相同的情况下得到的。

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宇宙大爆炸：了解时空学概论

大爆炸理论是目前关于宇宙形成的最有影响的一种学说。这就是轻元素的宇宙合成说，通常称为大爆炸核合成理论。这一发现，使许多从事大爆炸宇宙论研究的科学家获得了极大的鼓舞。这样，大尺度结构和星系演化成为了宇宙大爆炸理论新的支持证据。以上四种观测证据被称作“大爆炸理论的四大支柱”，宇宙大爆炸理论得到业界的普遍承认。

理论教育 2023-11-21

宇宙时空模型简介：欧氏、介质和引力场空间

物理学宇宙空间可以主观分为欧氏空间、介质空间、引力场空间三种类型。如果以欧氏空间的内禀性作标准，即以欧氏空间的内禀性作对称轴，介质空间和黎曼几何空间的内禀性是对称的。只有在这样的空间中，光的轨迹才是严格的欧氏几何意义的直线。欧氏空间、引力场空间和介质空间都是平直的，宇宙空间也都是均匀、平直的。由于物理学宇宙的时空是绝对的、客观的，因此哲学宇宙的时空也是绝对的、客观的。

理论教育 2023-11-21

《时空学概论》否定强等效原理

在逻辑上，强等效原理与下述命题等价。这个命题的荒谬性是显然的，为什么“强等效原理”用上一点“障眼法”后我们就模糊了呢?

理论教育 2023-11-21

光行差和多普勒效应简介

多普勒红移使用极为频繁。比较远的天体还可以用多普勒红移确定其与我们的距离。这一现象称作光行差效应，其视位置与实际位置的差角称为光行差角，简称“光行差”。此时，光源的相对速度v在观察者和光源连线方向的分速度为0，这也是多普勒公式中v的意义。光行差效应的本质是光的粒子性的宏观表现。在天文观测中，光行差现象是很普遍的。

理论教育 2023-11-21

广义相对论证实黑洞无法存在-《时空学概论》揭示

以黑洞表面的逃逸速度为例。再有，按照“逃逸速度”判断光辐射不能逃出黑洞视界的观点不符合狭义相对论的“光速不变原理”，光完全可以逃出黑洞表面。如此推论，我们的宇宙完全就是相对论意义上的黑洞。相对论认为在宇宙爆炸之初的大小仅有原子那样大，称为“原子火球”。广义相对论认为存在比中子态密度更大的超密态，既没有依据，也没有说明，所以说观点不正确。另外，式说明我们现在的整个宇宙都是相对论意义的黑洞。

理论教育 2023-11-21

宇宙直径计算及年龄测算结果

假设“埃布尔2218”星系相对于太阳的平均退行速度为v=0.8c。因此计算宇宙的直径，还必须计算太阳到与“埃布尔2218”星系反方向的宇宙边缘星系的距离，即将图16-1中的OA计算在内。这里所谓指“OA的距离”，是太阳目前和该方向最远天体的距离。OA目前的距离为OA=80+30=110(亿光年)，因此，按照第一种方案，宇宙目前的直径为：AB=OA+OB=234+110=344(亿光年)。或者说按照第一种方案，宇宙的年龄为295亿年，经过地球(太阳)的一条直径的长度为344亿光年。

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光速不变公理及其在时空学中的重要性

“光速不变公理”也可以简称“光速公理”。“光速不变公理”与狭义相对论中的“光速不变原理”在内涵上是不同的。因此“光速不变公理”揭示了“光速与光源的运动无关”。“光速不变公理”在一定意义上揭示了时空是绝对的，因此“迈克耳孙-莫雷实验”是产生时空学的前提条件。公理只强调了公理成立于欧氏空间。

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哲学视角下，宇宙的归宿：《时空学概论》成果

上一节从牛顿力学的角度推演了宇宙中晚期的演化模式。哲学宇宙的这一存在形式不符合逻辑，不符合哲学观点。本章第一节我们从牛顿力学方面得出结论，认为物理学宇宙最后归宿是再次收缩为宇宙爆炸前的状态。别忘了，在第十二章中已经论述了物理学宇宙最外面的引力场非常强大，是一个巨大的“黑洞”。

理论教育 2023-11-21

光子质量与能量来源-时空学概论

光子具有物质特征，因此是物质。那么光子的质量和能量是从哪里来的呢?如果考虑到发射光子对原子核的反冲作用，根据力学理论，将原子核坐标系转换为质心坐标系，将折合质量代替电子质量m0，则里德伯常数的理论值为修正后得到的值为RH=109 678cm-1，与实验值一致。即，说明电子的能级完全符合牛顿力学。狭义相对论认为，光子的能量是质量转变而来，质能关系为E=mc2，显然该观点与式不符。

理论教育 2023-11-21

《时空学概论》：探寻宇宙年龄与大小

以下以宇宙大爆炸模型为基础，讨论宇宙的大小。根据宇宙大爆炸模型，逻辑上宇宙应该是一个球型或准球型。下面介绍一种简单但是很实用的计算宇宙大小的方法。我们就可以根据图16-1和宇宙大爆炸的二级模型，假设根据该模型可以确定大爆炸中物质的离散速度求出宇宙的大小。以此估算宇宙的大小和年龄，“埃布尔2218”星系离地球130亿光年，说明“埃布尔2218”星系与地球的距离已经是130亿光年。

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时空学概论：参照系与物理理论

观察者观测物理现象是为了探索物理规律，完善物理理论。所谓“参照系是物理理论的载体”，是指任何物理理论都必须站在参照系的立场表述，并且不是在两个以上参照系中的综合表述。设A、B的相对速度为u，有这是AB的速度方向在同一直线上的情况。图中，OA、OB分别是AB的速度v1、v2。事实上所有表示两参照系某一物理量之间的关系公式都属于这一类型，如伽利略变换等，麦克斯韦方程组也是在同一参照系中的表述。

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哈勃定律：时空学解释-时空学概论

哈勃定律也可以根据时空学结论解释。式就是哈勃定律的另一种形式。其中v就是任意两个星系或星系团之间相互背离的相对速度，就是哈勃定律中的“退行速度”，H就是“哈勃常数H0”，r2-r1就是天体之间的相对距离。它说明了哈勃定律即公式的内涵和本质，宇宙膨胀是有心膨胀，是相对于宇宙爆炸中心的膨胀。式说明，哈勃定律中的r，并不一定是天体与太阳之间的距离，它可以是任意两个天体之间的距离。现在对哈勃定律提出两点看法。

理论教育 2023-11-21

宇宙大小计算方法及实际观测结果

现在计算在这种方案下OA的距离。按照第三种方案，宇宙的年龄为162.5亿年，目前的最大直径为：AB=OA+OB=260+120=380(亿光年)。上述三种方案，都是在假设有关天体的平均退行速度确定并且不变的情况下得到的，仅对第三种方案的后期退行速度作了适度调整。研究宇宙大小的这三种方案，纯粹是为抛砖引玉，提供一种计算宇宙大小的方法，没有任何数据依据，但是笔者还是比较倾向于第三种方案，因为它比较接近目前天文观察中的实际。

理论教育 2023-11-21

欧氏空间的构成和误差较小

从太阳系的这一空间构成知道，每一个白矮星、中子星及黑洞所占的引力场空间范围很小，这些引力场空间外面的欧氏空间比例或者范围都大得多。第十三章分析说明，在天文学、宇宙学中没有必要将宇宙空间划分为三种类型，可以将整个宇宙空间都看作欧氏空间，都是均匀的、各向同性的，并且刚才的计算分析说明，这样产生的误差非常小。

理论教育 2023-11-21