03.04 先有時空還是先有物質能量?

星宇飄零2099


這個問題涉及到宇宙起源問題。宇宙大爆炸理論是現代宇宙學中最有影響的一種宇宙起源理論,這個學說是一種越來越多證據支持的科學假設。

這個理論1927年由宇宙學家勒梅特首次提出,1929年,美國天文學家哈勃根據這個假設提出了哈勃定律,這個定律認為星系紅移與星系間的距離成正比,推導出星系都在互相遠離的宇宙膨脹說,這個學說得到了越來越多的觀測證據。1946年美國物理學家伽莫夫正式提出大爆炸理論,認為宇宙由大約140億年前發生的一次大爆炸形成。

包括愛因斯坦在內的一大批科學家對哈勃紅移現象進行了觀測和驗證,發現不管從那個方向看,遠處的星系都在遠離我們,而近處的星系卻在向我們靠近,這就說明了兩個問題,一是宇宙在不斷的膨脹,二是在過去某一時刻宇宙是緊密聚集在一起的,這就誕生了奇點理論。

後來越來越多的事實為宇宙大爆炸理論給予了支撐,最有力的證據是3K宇宙微波背景輻射、氦丰度、星系恆星的演化過程,這些證據與哈勃定律一起成為宇宙大爆炸理論的四大支柱。

我們確定好了這個前提和基礎,就好回答是先有時空還是先有物質能量的問題了。

宇宙大爆炸理論認為,我們宇宙138億年前起源於一個體積無限小,時空曲率無限大,密度無限高,熱量無限高的一個奇點。這個奇點是一個超時空的玩意,我們現在已知所有的理論在那裡都無效。部分宇宙學家稱那個奇點為量子真空(假真空),其充滿著與海森堡不確定性原理相符的量子能量擾動,這實際上就是一種我們無法探知的能量。從這個意義上來說,宇宙是先有能量,但這個能量我們無法描述,也不是我們這個時空的東西。

宇宙大爆炸理論認為,我們能夠認知的這個宇宙是從大爆炸那一刻誕生的,時空物質同時誕生,三者是三位一體,密不可分。

不存在沒有物質和空間的時間,也不存在沒有時間和物質的空間,更不存在沒有時間和空間的物質。在大爆炸之前這一切都是烏有之鄉,所謂無限曲率就是把時空無限的壓縮到了另一個超時空,我們這個宇宙就是什麼都沒有。科學家們根據大爆炸理論和各種證據對大爆炸的的過程進行了一個描述,這就是時空誕生的簡史。

大爆炸開始那一刻,是科學界認定的普朗克時間,也就是宇宙中最短的時間,再短的時間就沒有意義了。

這個普朗克時間產生了普朗克溫度和普朗克密度,在我們這個世界沒有比這更高的溫度和密度了。這個普朗克時間就是10^-43秒,就是小數0.後面有43個0後面拖個1秒;這個時間宇宙的溫度是10^32度,就是1後面拖有32個0度(以後類推);宇宙的密度是每立方厘米10^94克。宇宙在這個時間引力子出現了,但現在認知的其他3種力仍為一體。

大爆炸後10^-35秒,引力已經分離,夸克、玻色子、輕子形成。溫度降到10^27度,這個階段宇宙發生了暴漲,是第一推動的暴漲期,暴漲僅持續了10^33秒,這個瞬間宇宙經歷了100次加倍(2^100),宇宙尺度已經是先前的10^30倍。宇宙暴脹理論認為,暴漲停止時,今天所能探測到的東西都已經在各自小區域穩定下來。

後來宇宙經過粒子期,質子、中子及其反粒子形成,玻色子、中微子、電子、夸克和膠子穩定下來,與周邊開始冷卻,各種力開始形成。

大爆炸0.01秒時宇宙溫度降到了1000億度;大爆炸10秒後,宇宙溫度降到了30億度,原子核開始形成;這以後一直是粒子和各種力在形成過程中,宇宙依然是一片混沌,光依然無法發出。

一直到了大爆炸1萬年後,物質密度追上了輻射密度且開始超越它,宇宙的動力開始為物質所主導。

30萬年,宇宙溫度已經降到了3000度,第一個中性原子才出現,宇宙主要成分為氣態物質,逐步在自引力作用下聚集成密度較高的氣體雲塊,宇宙發出了第一縷光線,恆星和星系開始醞釀形成。

2018年2月28日發表在《自然》這個世界著名專業科學雜誌的一項研究表明,坦佩亞利桑那州立大學的天文學家Judd Bowman領導了一項研究,這項研究發現了宇宙中第一顆恆星的蹤跡,這顆恆星誕生於大爆炸後的1.8億年。

如果這項研究最終得到證實,可以認為我們宇宙的恆星和星系從大爆炸1.8億年開始形成。這以後宇宙風起雲湧在不斷的膨脹中發展到了今天這個樣子。

現代宇宙科學研究表明,我們的宇宙中可見物質(包括星系、星雲、黑洞等所有可見物質)才佔有宇宙總密度的4.9%,暗物質佔有26.8%,暗能量佔68.3%。

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時空通訊


以下,我先給個一個物理公理集的大致框架,然後回答時空與質能的關係。

縱觀認識發展史,我們有廣義物理學:涉及邏輯學、哲學、物理學、數學、天文學、地理學、化學...等學科。這些學科揭示的基本原理,經過進一步考核、加深與補缺,構成廣義物理公理集,或稱科學公理集。

構建科學公理集的意義在於:作為所有學科的指指南、理據與判據。

科學公理集包括幾個子集,諸如:邏輯公理集、哲學公理集、數學公理集、物理公理集、化學公理集、宇宙公理集。

作為示例,我推薦九個科學公理,如下。

1 因果有序性公理:事物的聯繫與發展,必然存在特定的時空序列或因果關係。此因果律是定義/判斷/推理/證明的根基。

2 思維規範性公理:基於因果律的概念思維操作必須遵從同一律、排中律、不矛盾律、充足理由律。

3 命題有效性公理:命題的有效或科學性,取決於必要的理據與充分的實證。

4 時空無限性公理:宇宙是無邊無際的無始無終的充滿物質的固有存在。

5 真空漩渦場公理:空間充滿不同密度的真空場物質與特定比例的費米子物質,空間物質不均衡分佈必然伴隨真空漩渦場。

6 體積伸縮性公理:真空體積的收縮或膨脹,必然導致真空度的上升或下降,物質的真空度與質密度成正比。

7 自旋進動性公理:由於真空度分佈的不均衡性,所有費米子與玻色子皆以光速自旋來實現各自橢球體構型,同時伴隨進動或繞旋。

8 最小作用量公理:物系總會受到環境影響,物系內部的相互作用,必然傾向於非對稱的動態平衡或測地線運動,且有儘可能小的差額量。收縮過程的熵減或引力略大約熵增或斥力,反之亦然。

9 統一參照系公理:無限延伸或絕對靜態的空間,可以作為測量物質參數的統一參照系。空間的任意一點,皆可作為座標原點(0,0,0)。

有了幾個公理,就可以回答本題了。由於時/空/質/能是從四個側面,描述特定物質狀態的參量,因此沒有先後之分。

時間,反映物質運動的順序與進程。

空間,反映物質結構的收縮與膨脹。

質量,反映物質內部核子自旋角動能的規模。

能量,反映物質內部電子軌道角動能的規模。

根據遍歷原理,時間與空間可以互為代表,光年/光日就是例證。根據自旋原理,質量與能量可以互為代表,電子伏特就是例證。











物理新視野


不存在“空空”的空間。

生活中,杯子可以裝水,將水倒掉,杯子立馬裝了空氣,一邊倒一邊進空氣,如果杯口小,倒急了,空氣一時進不去,水還一時倒不出了。為了保溫,人們生產了“真空”杯一一雙層杯,並把中間的空氣抽出,只留下了一點點空氣,人們不想再抽了,再抽下去,“真空”杯就會被壓癟了,雙層杯之間的空間將變少。一直再抽下去,雙層杯之間的空氣分子被抽完了,雙層杯之間也就貼在一起了,之間原先的空間消失了。

在上述過程中,我們如認為空間是固定的,我們會發現,原先雙層杯之間的空間,被雙層杯杯體及其外圍的空氣等佔據了。

空間總是裝有物質能量的,如果把原先空間中的物質“拿掉”,總會有其他的物質能量來補充佔據,否則連空間也一併被拿掉了。

不存在“空轉”的時間。

只要有空間存在,就必定有物質能量在其中,而且,在其中的物質能量總是變化運動著的,運動變化是物質能量的本性。如果在某一空間的物質能量不運動變化了,那麼,這一空間中的時間可以是任意的,取決於外圍運動變化著的物質能量的時間。但是不確定性原理禁止固化的物質能量,時間無“空轉”。

物質、能量、運動、時空密不可分。

物質、能量、時空同源,同生同滅。


stemmer


大家還在關心宇宙及宇宙的組成問題,這說明科學還有救。

其實沒有能回答了這個問題。因為我們人類目前的科學發展觀水平也只是能比較真切地瞭解到原子級別,再往下的更小粒子都只是在摸索階段。所以說宇宙是由什麼組成的?什麼叫物質?有沒有不叫物質的存在?這些都是個問題。比如說光線的傳遞。光線是怎麼從A點到B點。是A發射出物質,比如說不停抖動的光子到B呢,還是A點只是物質抖動了一下光以光子為媒介以波的形式傳到B的呢?如果是前一種,這意味著我們的燈泡其實是越點亮的久,燈泡本身是會變的越輕,或者說地球是會變輕的。如果是第二種,你去找一個不發光的光子還是個難題。

我們目前知道的物質其實都是動來動去的,沒有一個是完全不動的。如果有人發現了一個完全不動的東西,那它叫什麼,什麼叫物質?

最後就說說,其實時間與物質目前我們知道的是,每個物質都在動,這叫有時間。在動的東西,也就是有時間的東西,我們暫稱其為物質。。。。就這麼繞,就這麼不講理。沒時間,沒物質是另外一個世界的事,人類暫且還一無所知!


飛揚46644226


本題應歸為宇宙模型理論問題,現代主流奇點大爆炸論表明時空由奇點產生,能量物質就濃縮在奇點裡,如果奇點不爆炸一切都免談,那麼時空物質能量三者論先後:奇點之前等於不存在,奇點自帶物質能量,因爆炸就產生了時空。這樣的宇宙模型科不科學,我認為很不科學,這些都是西方邏輯所謂的主流,說是邏輯實際沒有邏輯,自然界的和諧自洽性規律被這一群所謂的主流搞得不和諧也不自洽,經典論相對論量子論弦論M論等各說各的邏輯,這些理論彼此和諧自洽了嗎?不和諧自洽還算科學理論嗎?聰明的愛因斯坦最後是否燒了手稿,如果燒了也算是立地成佛了。

發現問題不是目的,目的是找出問題並解決問題,不知而確信才是真正的迷信,諾獎的規定就是獎有創造發明不迷信的人,中國現代無諾獎,原因就是沒有創新,一大群所謂的官科士院整天迷信,牛頓放下他的經典還要去神學掘金,愛因斯坦不迷信聽傳聞幹碎燒掉,可是這些自任為學識大家拿著牛頓愛因斯坦放下的作為寶貝,何時才是頭呢?

今天受邀說一點一箇中國農民對自然宇宙的演化模式,希望共同努力,走出百年誤區。

宇宙是人類對一切存在或有的稱謂。存在由存在過程體現,過程又由萬事萬物生老病死來完成,所謂萬物並非不變之物,而是不同規模的運動幾何造型的動態型體,生死都是因運動而發生的型態變化,從此型態變為彼型態,這就是自然的演化存在模式,此刻的一切由過去的一刻存在演變而來,所以自然宇宙是演化宇宙,宇宙就是存在的運動態,因運動才能體現空間,因變化才能體現物質,因型態變化並轉移型態變化才有能量運動態,時空只能理解為存在態,無任何具體物理量,物質空間能量不存在誰先誰後,它們共同構成運動態作為存在方式,如果將它們分開都將等於不存在。所以人類認知的一切物理量都是運動態的不同規模變化過程描述。例如一粒電子,半徑是自旋規模,電荷是自旋徑落產生的空間動態落差,不同落差才有不同的相互結合力,才有萬物的產生,如果不自旋也就什麼都沒有,電子煙滅產生能量就'是電子的自旋型態消失,擁有空間動態量被它物佔有,佔有的分攤過程也就成了能量運動過程,所謂能量就是使運動體變型的量。時間這摡念只存在於具體物態上,隨物生滅,是能量運動使物變的影子。宇宙是演化存在模式無始無終也就不存在時間概念,空間是運動場所,是動的根本,萬物才因動而有,所以宇宙的本質就是存在,動是根本,不動存在無以體現。(本文原創,個人研究結論供參考)。


宇宙譜


無中生有,𣎴能說它不符合邏輯,無中究竟能不能生出有來,是一個實測判定的問題,如果實測發現無中確實能生出有來,那這就是一個真命題。過去,我們就曾認為,微生物,就是無中生有自動產生的。量子力學認為,真空不空,不空的真空中的漲落,就能無中生有的產生出物質粒子。但無中能不能生出時空,卻值得仔細的分析。

時空究竟是什麼?時空是彎曲的嗎?它的彎曲程度是由物質存在和運動狀態決定的嗎?時空真的與物質能量同生同滅嗎?

時空究竟是什麼,許多哲學家對此問題進行過討論。如何從物理學的角度回答這個問題,我認為,只要我們回答清楚了時空是怎麼測量出來的,測量的對象是什麼,測量的方法是什麼,測量所用的基準是怎麼制定出來的,也就是從物理學的角度,回答清楚了什麼是時空這一問題。

例如,為了測量兩物體之間的距離,我們首先規定那個保存在大英皇家天文臺一個恆溫恆溼箱中的鉑金條為標準的直尺,它的長度就是標準的1m,用這個標準直尺去與兩物體之間的距離比較,就可測量出這兩個物體之間的距離。同樣,為了測量時間,我們規定,銫原子的週期性振動是我們的標準時鍾,它在規定次數內的振動所持續的時間,就是標準的1s。如果說時空因物質存在和運動而彎曲了,是不是指這個標準直尺彎曲了,這個標準時鐘的走時變慢或變快了?如果是,請問你是與誰比較的?有比這個標準直尺和標準時鍾更標準的直尺和時鐘嗎?

也許有人會說,時空彎曲,是指時空座標系彎曲了。但時空座標系應該是與標準的直尺和標準的時鐘等價的呀。標準直尺和標準時鐘不能彎曲,那時空座標系會彎曲嗎?

有人說,在廣義相對論中,時間和空間已經組合成為一個“有機的整體”,彎曲的是四維的時空。我知道,廣義相對論中的時空彎曲,是由一個被稱為度規的物理量描述的。如果ds^2=dx^2+dy^2+dz^2-c^2dt^2,則時空就是平直的,如果該式不成立,成立的是ds^2=gijdxidxj,則時空就是彎曲的。請問,ds怎麼測量?測量了什麼才算是測量出了ds?只有當我們測量出了ds,並與測量出的dx、dt比較,才能知道究竟是那個公式成立,才能知道時空究竟是平直的,還是彎曲的,但ds怎麼測量?測量的對象是什麼?

標準直尺和標準時鍾是人為規定的,談論標準的彎曲、變化是毫無意義的,沒有比它更標準的標準,與標準直尺和標準時鍾等價的時空座標系,也不會因物質運動的存在而彎曲,時空與時空中的物質存在和運動無關,二者不存在是否同生同滅這一問題,因為時空的特徵,是在我們規定標準直尺和標準時鍾時,人為規定好的。


董加耕


先有時空還是先有物質能量?先有能量,時空和物質沒有先後順序。時空也不是一體,就是時間和空間。先產生了空的天體,宇宙也可以叫作天體。這個空的天體中可以產生空間、時間、各種物質和生命。空間是位置的距離,時間是順序的距離。有的生命生存的世界裡沒有空間,也沒有時間。他想到哪,一想就到,也沒有過程。幾個覺者在哪嘮嗑,看那個人出生了,再嘮兩句一看,那個人入土了。有的世界裡沒有時間,這一層的生命從這層宇宙的開始到結束都在這個世界裡,多少生多少世都在這裡。有形體的生命,身體到一定時間就得換了,就是身體不行了,真神脫離身體,這個身體化掉了,從新產生一個身體,繼續在這裡生存。對人來說就是人死了,從新轉生。生生世世都在這裡了。不同的空間裡的時間個不相同,人這一秒鐘,微觀世界裡可能幾萬年,幾億年。所以,原子、電子等等微觀粒子就測不準。不是觀測可以造成坍塌,就是用中微子測量電子一樣測不準。因為我們的時間計量相對於微觀的時間太粗糙了。如果以100年的偏差測量地球在太陽的哪個位置?就算測量的能量很小,干擾不了地球的運動也測不準在哪。空間、時間、物質可以同時產生,也可以只產生一兩種。


先生242470081


其實,時間,空間,物質,能量,信息,意識,場,這幾個概念我一直傻傻分不清楚。場,是物質的存在形態,這個是高中物理上說的,那麼,場是物質。然後,愛氏質能方程告訴我們,物質和能量在一定條件下可以轉換,那麼,物質=能量。再然後,廣義相對論上說,物質告訴空間如何彎曲,空間告訴物質如何運動,這裡可以看出,物質和空間不可分割,而弦論也說任何粒子其實只是空間弦,於是,物質=空間。相對論裡,時間和空間不能分割,構成四維時空,在洛倫茲變換下,時間維和空間維能夠互換,那麼,我也可以認為,物質和時間也無法分割,於是,時間也是物質的一種屬性,於是我就繼續劃等號:時間=物質。這樣一來,場,時間,空間,能量,要不就是物質的存在方式,要不就是物質的屬性,所以一個物質概念足矣。剩下兩個概念,信息和意思。先來看信息,香農有個信息熵的概念,好像也有個公式是每寫入或者擦除一比特的信息需要消耗多少能量,這樣看來,信息也只不過是物質的一種屬性。最後就是意識了,哲學上跟物質相對立的概念,我大膽推測,意識跟物質也密不可分,可以算上是一體兩面。所以物質一統天下,萬壽無疆😄。既然是這樣,那就無所謂先有什麼後有什麼了,一切都是物質,一切都是同時存在的。


水滴的三體


空間第一;質能第二;時間第三。

空間是是永恆的。空間只有內涵的變化,沒有尺度距離的增減。個體空間能夠擴張,但並不是增加了宇宙的空間總量,而是佔據了閒置空間或別人的個體空間。

質能是空間分化的結果。空間原本為0性態。原始0性態空間分化質量負性空間和能量正性空間。質能兩性空間經過無窮層次的組合與分化,形成的就是宇宙萬物。其中能量大於質量的組合體,因膨脹揮發性大於收縮聚斂性而形成虛空,所以,虛空越虛,則能量的純淨度越高,所以,虛空就是能量空間。其中質量大於能量的組合體,因收縮聚斂性大於膨脹揮發性而形成實體,所以星球實體、以及一切有形質量體,均為實體空間。

為什麼哲學家眼中的矛盾對應體都是既相輔相成又相制相剋的?原因就在於,以質能為起點矛盾對應體都是源於0性態中性態的對應分化、對立分化、對稱分化。

至於時間,則是質量與能量的分合演變過程。所以,時間是由質能的演變產生的。


周慶和1178559755


我認為是先有時空然後有物質能量。物質和能量首先要有一個收納的地方吧!沒有空間物質能量就沒有地方儲存和收納。比如,我們買了房子,有了這個空間,才可收納衣櫃,廚櫃,馬桶,床,洗浴用品等物品。電燈,電視,天然氣也才能發光,發熱。天體也一樣,有了大空間,才會容納下太陽,月亮,金,木,水,火,土等星座,還有人類發射的衛星有空間才可以掛上循軌道運轉,沒有空間不可想像。


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