时空膨胀伴随着能量膨胀

时空膨胀伴随着能量膨胀

龙宽伟

（雅安市供排水有限责任公司 625000）

摘 要：狭义相对论和广义相对论已经得到了科学界的认可，高速运动的物体伴随着时间膨胀，将爱因斯坦博士建立狭义相对论与广义相对论时空膨胀带入完整的运动方程， ds=vdt1+kdTdt2   物体在运动的过程中除了时间的膨胀还有温度的膨胀. 内能和温度在不发生相变的情况下成正比。运动方程就变成ds=vdt1+kdt2dE。在将E代入质能、光能。在根据能量守恒定律。可以得出结果。高速运动物体伴随着时间膨胀，同时还有能量膨胀。用这个结论可以解释很多物理现象。如：宇宙为什么是扁平的？ 为什么会有超导现象？物体为什么是冰冷的？  同时暗物质暗能量是物质能量膨胀完成或者光速运动时间静止能量不膨胀的一种形态。

关键词：能量膨胀，暗物质暗能量，宇宙扁平，超导

PACS：03.30.+p,04.20.-q

1  引 言        

爱因斯坦博士创立狭义相对论[1]与广义相对论[2]以来，世界科学取得了重大进步。尤其在天文和宇宙学，卫星定位上校正了时间，从而减少了定位的误差。为了进一步的了解宇宙本源。本文将从简单的汞温度计升高温度后，推出描述汞温度计顶点完整的运动方程，将时间膨胀带入完整的运动方程ds=vdt1+kdTdt2 

在根据能量守恒定律。推出了物体高速运动伴随着时间膨胀，同时还伴随着能量膨胀。用这个结论，来解释超导现象，宇宙扁平，暗物质暗能量等等自然现象。对于超导设计了实验来验证。相信这个结论会推动基础物理的进步。

2完整的自然运动方程的建立实验系统及测量结果

2.1对运动方程进行的补充

2.1.1实验目的;自然状态下的运动方程

2.1.2实验内容：在有空调的房间中取一只汞温度计，环境由21度加热到24.9度，用空调升温时间22.5分钟，过程中汞液体膨胀3.9厘米，温度计在温度升高的同时再手拿着温度计以2秒1格瓷砖的速度往前移动。计算汞液体移动的距离。

2.1.3实验条件:

房间

长 547cm

宽 410cm

高 281cm

空调型号：KFR-72L/DY-PA4W（D3） 美的冷静星

常规汞温度计

温度21

空调风速高风

设置空调制热温度27

2.1.4实验过程：

在上述房间有空调的房间中取一只汞温度计，环境由21度加热到24.9度，用空调升温时间22.5分钟，过程中汞液体膨胀3.9厘米，温度计在温度升高的同时再再手拿着温度计以2秒1格瓷砖的速度往前移动。计算汞液体移动的距离。

手拿温度计，两秒走一格60cm瓷砖。并用秒表计时。数据如下：

05：47 空调制热停机 此时温度22.5

10：46空调制热再启动   此时温度23.2

14：12 空调制热停机 此时温度 24

19：12空调制热再启动 此时温度24.5

22：31空调制热停机 此时温度24.9

实验结束。

3实验数据计算

计算温度计中汞柱顶点的移动距离为 22分30秒*60+温度计膨胀3.9=1360/2*60cm+ 3.9cm=40800cm+3.9cm=40803.9cm

2.1.5实验总结：

对于这段汞柱 很明显正常的s=vt不能求出移动的距离。因为汞柱自身在膨胀。汞柱已经不能假设为刚体。取汞柱上任意一点，计算移动距离，化为微分方程  ds=ds1+ds2=vdt+kdtdT

汞温度计液面顶点的移动公式变为  s=s1+s2=vΔt1+Δx

Δx=(Δx/Δt2*ΔT)*Δt2*ΔT

ΔX/Δt2*ΔT 表示单位时间单位温度物体的膨胀距离 令Δx/Δt2*ΔT=K

Δx=k*Δt2*ΔT    K表示一个常数

Δx=(1/Δt2*ΔT)*ΔX*Δt2*ΔT

s=vΔt1+(1/Δt2*ΔT)*ΔX*Δt2*ΔT

s=VΔt1+k*Δt2*ΔT

ds=vdt1+kdt2dT

Vdt1表示物体外力移动距离 kdt2dT表示物体内能增加膨胀的距离

k表示一个常数 表示单位温度单位时间内能增加膨胀的距离

V手拿汞温度计运动的速度

t1手拿汞温度计运动的时间

t2内能增加的时间

T热力学温度

4 讨论部分

4.1 思想实验

假设有两个功率P灯和P灯1是100w的灯泡在发光，这两个灯泡假设为刚体。一个灯泡以低速运动的时间是t灯，释放的能量是E灯。

另一个灯泡以接近高速运动的时间是t灯1，释放的能量是E灯1。

实验目的：观察者A观察E灯和E灯1变化

低速运动时，忽略时间膨胀，dE灯=P灯*dt灯 。

高速运动时，dE灯1=P灯1*dt灯 1 。

整个过程中对于灯都是在以100W的功率释放，所以P灯=P灯1。

以灯泡经过自身时间为标记，经过时间t以后这个时间段释放的能量E灯和E灯1，总能量是相等的，E灯总=E灯1总

以A观察者时间为标记，经过时间t以后观测E灯总和E灯总1，高速运动的灯泡时间膨胀，dt灯1变小，dE灯1也变小。A观察者观测的结果为 E灯1〈 E灯，

也就是说，时间膨胀的同时，能量也必须膨胀，否则对t时间积分后，E

灯1不等于E灯，违反能量守恒定律。

4.2.1

热力学温度T和内能E 在不发生升华溶解融化等相变的时候 温度和内能成正比

公式变化为

ds=vdt1+kdt2dE（内能）

当物体由内能做功高速移动的过程中，速度增大，时间膨胀变慢，物体体积变化率变小，内能逐渐不变化。速度越快，观测的内能变化就越小。内能增量如果不变小，就违反能量守恒定律。

4.2.2

当E为质能的时候

假设有质量的物体以自身质能接近光速运动的时候，质能降低，静止质量损失。因为高速物体时间膨胀，能量增量也变小。能量增量不变小，同样违反能量守恒定律。dE=Pdt   总时间相同，总能量相同，dt膨胀变小，dE必须变小。P为功率。

4.2.3

当E为光能的时候 E光=hν  ν为频率  ν=c/λ。其中，λ为光在真空中的波长，ν为频率，c为光在真空中的传播速度

当光子以光速运动的时候，  光能降低 ， 频率降低 ，波长变长。

整个运动过程中，因为时间膨胀，E光能永远不能膨胀到位，所以光可以传播很远的距离。但是在真空中遇到阻碍，时间膨胀到尽头，E光能损失到尽头，所以，不是以光速运动的光（如水中，玻璃中）最后都会因为时间膨胀到尽头而光子频率变为零。所以整个宇宙中背景不是明亮的。这种频率为零的光子广泛存在宇宙中，质量是零。E=MC2E光=hν   m=hν / C2

4.3

物质冷的：因为电子绕原子核高速移动，在观测的时候，电子时间膨胀，能量也膨胀，观测的能量就很低，所以物质就是冷的。

4.4超导理论：核心是让电子保持高速移动，速度不降低。电子的能量就不会释放，导体就不会变热。有两种方法。第一种是降温，温度降低，原子半径变小，小到电子运动不会进入原子半径。第二种是施加外正电场。正电荷拉动原子外的电子，增加电子的运动半径，同样电子运动不会进入原子半径。

4.4.1

常温超导的必要条件

需要一张片状的金属[3]，且足够薄，金属片两面外用带正电的金属层等大小等距离排列，这样，金属层的正电，拉动原子核外电子，使电子运动半径增大。为了防止原子震动破坏电子运动路径，还需要较高硬度非金属层覆盖中间金属层，阻止金属层原子震动。

4.4.2

超导粗实验：

制造出4.4.1中的片状金属的成本还是很高的，为了研究更有意义，更有信心，所以设计了超导粗实验。

简易超导粗实验概念图

整个装置使用的是直流电，交流电容易产生变化磁场，实验结果会不可控。

中间是三层金属层，目前的制造工艺需要尽可能的薄，在上层与下层通上正电荷，中间层通上直流电。上下两层金属，慢慢的向中间层靠拢，不停的测量中间层的电阻。如果中间层的电阻发生了变化。就说明超导理论是正确的。在进行常温超导4.4.1中的实验。如果电阻不发生变化，就说明超导理论是有问题的。4.4.1中的实验就不用进行了，节约成本。整个过程的三层金属层的间距，预计要达到纳米级，电阻才会发生变化。

4.5 推导出任何有质量物体不能达到光速的另一种思想实验：

假设粒子加速器对某一个粒子加速，加速器对粒子做有用功W，粒子加速器的功率为P，加速的时间为t。dW=Pdt，再根据爱因斯坦博士的时间膨胀公式Δt=Δt'/√(1-[v/c] ² )，dW=Pdt。在这个公式中，当粒子速度逐渐增加的时候，粒子的时间开始膨胀，时间t变慢减小，要使粒子的有用功不变，只有增加功率P，当粒子的速度慢慢接近光速的时候，粒子的时间t就无限接近于零，这个时候就需要无限大的功率P，要达到无限大的功率是不可能的，需要的能量就是无限大，要达到无限大的功率是不可能的，即便是能达到无限大的功率，但是时间因为膨胀变成零，最后的有用功W也是0，也就是说，整个过程只能无限接近光速。

换个站在粒子的角度来理解，粒子受到外界的力，粒子做加速运动，粒子由于速度逐渐增加，时间逐渐膨胀变慢变小，粒子本身的能量膨胀变的越来越保持之前的状态，接受能量就越来越难，要使粒子得到之前一样的能量，就需要外界做更多的功，就需要更大的力，当粒子的速度达到光速的时候，粒子就不再接受外界的力，就一直保持本身的能量状态。也就是说，达到光速的时候，外界即便再大的力，都对粒子不产生力的作用，粒子速度不会增加。

以上的分析，都可以得出，光速就是宇宙中最快的速度。

4.6 托卡马克装置的影响:

   托卡马克装置的原理是利用磁约束来实现可控核聚变的装置，在托卡马克装置工作的时候，托卡马克装置会不停的给粒子外部的力，内部的等离子会高速运动。当内部的等离子逐渐获得速度的时候，等离子的时间逐渐膨胀变慢变小，等离子的能量状态就会膨胀变慢，也就是逐渐保持不变，也就是等离子不会释放能量，所以托卡马克装置运行到一定程度，内部等离子速度达到一定程度，能量反而会失去，继续要获得这个能量，外界就必须增加更多的能量，最后人类就获得不了核聚变的能量。要解决这个问题，在目前的基础上，就必须增加一个减速磁场，当内部的等离子达到一定速度的时候，这个减速磁场启动，不让等离子加速，这样等离子的速度才不会一直增加，等离子时间膨胀达到稳定状态，能量膨胀也达到稳定状态，才可以给外界稳定的输出能量。这点目前的科学家不注意到，托卡马克装置就会成为烧钱机器，造的越大烧的越厉害。最好的结局也就是托卡马克装置只能稳定一段时间，然后停止。产生不了多少经济效益。

4.7.1宇宙扁平[4]：当大质量大体积的物理自转时，角速度相同，赤道上切线速度不同，因为速度不同，所以从赤道到两极时间就不同，能量膨胀的效率就不同，所以两极放出的能量高于赤道放出的能量。这样就形成了赤道能量低，两极能量高。所以，最终其他星球就会平衡在赤道面。但是由于太阳赤道上切线速度很快，会甩出物质，甩出的物质动能转化为重力势能，物质的动能逐渐降低，速度逐渐降低，物质的时间膨胀逐渐消失，释放出大量能量。最终形成了两者叠加。表现出了离太阳近赤道高能量，离太阳远，赤道低能量。

    我不知道太阳质量，太阳具体周期，具体半径角速度等资料，不能进行计算。

4.8.2暗物质暗能量：有两种形态，第一种是有时间的情况下，能量膨胀完成，物质成为了完全没有能量的形态。第二种是高速运动，时间膨胀为零，完全观测不到能量的膨胀。

根据质能方程E=mc2.在根据光能方程E=hν  ν为频率  ν=c/λ。λ为光的波长。

可以得出m=hν/c2   

从公式中可以看出有非常矛盾的地方，首先，光子有频率就有质量，有质量就不能达到光速。结合高速运动物理时间膨胀变慢变小，能量也膨胀变慢。有两种结果。

第一种情况是宇宙中存在频率为零的光，这种光质量是零，波长无限长，能量是零。光子就成了一根无限长的直线。整个宇宙就成了漂浮在这种光子之中。暗物质可能就是这种光子，存在而没有能量，没有质量，不能被观测到。

第二种情况是光子就是有质量，但是因为光子高速移动，时间膨胀为零，能量也稳定不在变化，与外界就不再有能量传递，外界就观测不到能量，观测不到能量就观测不到频率，也就不在有波长，这种光就是质量不是零，但是波长是零。暗物质可能就是这种光子，高速移动，有能量但是观测不到能量，有质量，波长是零。

上面两种情况都没有违反麦克斯韦博士的光速不变原理，共同说明了一个问题，能被观测的光速不是麦克斯韦博士方程组的光速，只是无限接近。同时也说明光的波粒二象性的根本原因，一种光子是波长无限长，一种光子是波长为无限接近为零。

5 结  论

物体在高速移动的过程中，除了时间膨胀，还有能量的膨胀，当时间膨胀为零的时候，能量也不在膨胀。

参考文献

[1]赵峥.爱因斯坦与狭义相对论的建立[J].现代物理知识,2007(05):56-60.赵峥.爱因斯坦与广义相对论[J].  物理. 2015(10)

[2]赵峥.爱因斯坦与广义相对论[J].物理,2015,44(10):646-656.

[3]龙宽伟,龙宽志. 一种分离提纯制纳米金属导线的装置[P]. 四川省：

[4]CN215833113U,2022-2-15.

[5]木杉.太阳系行星全家福[J].百科探秘(航空航天),2017(05):2+1.

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