关于时空相对性与时空弯曲的猜想

焦子洋

摘 要：本文论述了时空论（Space-time Theory）的三个假设：套层理论，光速分阶效应，平面线性宇宙模型与宇宙能级分布。还有由假设延伸出来的推论。提出了时空论基本原理（物质相对性，时空相对性，粒子广泛作用，曲率效应原理，穿越法则，超光速的两种方法）

关键词：维度套层；物质定律；时空曲率；表观超光速

1时空论假设一——套层理论

由维度的一二三层可发现，维度可看成向互成90°的轴组成的空间立体范围，三维可以看作是由点为基本运动单位运动而成的立体范围，也可简单认为，三维即是由零维度的点组成的围绕。那么，维度的分布与围绕极有可能并不是简单的由几个看不见的膜或者轴所组成的，可以猜想是由类似于俄罗斯套娃一样的形式存在的。这样就可以很好的去解释，为什么我们可以以三维的形式运动，可以感知四维，但却无法合理去向四维甚至五六维度去运动。

1.1套层猜想

最基本的套层有三：空间套层、运动套层、质磁套层。特别地，零维度可以定义为点层，只代表一个空间结点，即代表组成空间的最小单位的点。空间套层以一二三维度定义，运动的基本单位是点层，即所有物质都是由一定数量的点组成的，每一个点的运动即表现了三维空间，也就是常说的长宽高三个基本方向。这三个基本方向是粒子在无时空曲率作用下的最基本运动方向，即周围空间与时间“平整”的条件下的方向。

运动套层以四五六三个维度定义，基本的运动单位是空间套层。形象来说，就是将某一个范围内空间看成一个点，它的沿时间轴、垂直时间轴的分割元所构成的新的“三维空间”。主要描述了粒子在时间下的运动与粒子本身的分割性。

质磁套层以七八九三个维度定义，基本的运动单位是运动套层。类比于上面的看法，可以描述粒子或空间在时间的运动下对周围三个基本场（电磁场，热力场，引力场）的改变关系。也从根本上解释了，粒子由于运动所产生的场的变化的一个原因，也预言了，场可由粒子的运动做广泛改变的效应。

1.1.1第四维度的猜想

三维空间+一维时间。某一空间在不同时刻的存在位置的点的集合围绕即第四个轴——t1轴。t1轴存在着向未来推进的推进作用，即物质总有向未来发展的趋势（物质被动性），这也就解释了时间倒流的不可行性：物质在向过去运动时受到了t1轴的推进作用的强大阻拦，使物质被动向未来运动。每个空间无论大小都有自己的t1轴，t1之间不会出现交点，因为一个空间结点只能同时存在一个单位实粒子（组成物质世界的最小单位）。

1.1.2第五维度的猜想

三维空间+二维时间。二维时间存在t1轴与t2轴两个互相垂直的轴。t1轴与四维中的一致，t2轴是某时刻某空间的所有平行空间所在点的集合围绕，有修正物质由于某种运动（例如穿越时空）产生的时间弯曲（即时间曲率）的作用，但作用有限，没有时间推动作用那么强。之所以修正作用没有推进作用强，是因为，时间可以被弯曲，也就是可以减慢，但无法使之逆流。t2轴的存在也可以证明，平行宇宙的存在，即有些平行宇宙就是已知宇宙的分割元。

1.1.3第六维度的猜想

三维空间+二维时间+一维轴弦。空间被分化的更为清晰，沿t1轴是它的过去与将来；沿t2轴是它在不同平行空间的状态；沿轴弦（l轴）是它在维数上的分割元，即它在二维时间轴交点的低维度状态。

质性关系：粒子在l轴上产生分割元时，分割元之间会存在紧密联系，某一分割元的改变会对其他分割元与其所在场产生影响。粒子某一维度的分割元加强时，该维度中的质磁场会相应加强，反之减弱。

1.1.4第七维度的猜想

三维空间+二维时间+一维异轴弦（l轴）+电磁维（e轴）。l轴与l轴的不同之处在于，l是弯曲的，即运动套层的轨迹沿e轴是弯曲的。弯曲的程度越大，对e轴的影响越强。e轴与电磁场不同，e轴上的点代表电磁场在空间套层中的平均强度，即e轴可以任意广泛地改变电磁场在空间中的平均强度。

1.1.5第八维度的猜想

三维空间+二维时间+一维异轴弦+电磁维+热磁维（h轴）。h轴上的点代表热力场在空间套层中的平均强度。

1.1.6第九维度的猜想

三维空间+二维时间+一维异轴弦+电磁维+热磁维+质磁维（g轴）g轴上的点代表引力场在空间套层中的平均强度。三个质磁场代表了粒子的三个基本物理性质——质量引力场性、质量电磁场性、质量热力场性。

1.2推论——维度折叠

这里的维度是一种抽象的宏观的轴，这种轴在真实的空间并不是以直线的形式存在，尤其是三维之上。由于曲率的存在，维度会被弯曲，会弯折。第四维度的折叠是产生平行宇宙的一个前提，如果第四维度不存在折叠，则说明t1轴不受曲率影响，这样就只存在着一个t1轴。因为多个t1轴在有物体运动时由于产生曲率会产生相互作用（类比于通电导线的相互作用）。这样来看，四维的折叠便会是一种必然，因为五维的存在会促使多个四维的出现与折叠。同样，三维甚至更高的维度也会出现折叠。所以，维度由于相互影响所产生的折叠效应叫做维度折叠效应。这种效应使宇宙在空间角度可以分为两类：平行宇宙与包涵宇宙。

1.2.1宇宙在空间上的分类

正常情況下互不影响且共存的宇宙为平行宇宙，这种宇宙的t1轴互相平行，永不相交。而正常情况下互相依赖的宇宙为包涵宇宙，这种宇宙的存在如俄罗斯套娃一般，大宇宙之中包涵小宇宙。在平行宇宙之间，若由于某种改变，使两个宇宙不再平行，它们便会彼此靠近。一个宇宙与另一个宇宙外界的现象叫做宇宙间的侵入现象。

侵入现象根据时期分完全侵入与不完全侵入。完全侵入便直接形成了包涵宇宙。包涵宇宙又可细分为完全包涵与双宙核共生宇宙即双生宇宙。正常情况的包涵宇宙大多为完全包涵宇宙，双生宇宙是两个宇宙合为一体，共用两个宙核的特殊情况。

不完全侵入是在侵入过程之中的时期，也是最危险的时期。由于侵入与引力，加之宇宙的自转，使之很容易变成螺旋宇宙，而不易形成包涵宇宙。螺旋宇宙根据危险程度与改变成包涵宇宙的难易分为湮没型宇宙与吞噬型宇宙。吞噬型宇宙基本上不可能再改变成包涵宇宙，可类比于黑洞，是空间与时间极度扭曲的宇宙产物。湮没型宇宙虽然也在做螺旋运动（与中子星双星系统差不多），但又变成包涵宇宙的趋势，也就是改变成包涵宇宙的概率较大。

1.3推论二——释平面

当多个t1轴由于某种改变，折叠后出现时间轴公共点时，会产生轮回效应，即粒子会永远在它所在t1轴的某一段事件中轮回，或在多个t1轴中反复轮回。此时多个t1似乎只变成一个t1轴，即四维一面。这个想法是基于莫比乌斯环与克莱因瓶的概念上提出的，即不知二维平面会二维一面，三维空间会三维一面，四维时间也会产生四维一面的效应。即维度在某种改变下会产生多维一面的效应，这种多维化成一面的特殊的面便是释平面。

2时空论假设二——光速分阶效应

光速在与自己速度相近的物质运行时所产生的曲率场中总会比物质速度快，除非物质与光子类似。光子之所以是以光速运动，并不是因为光子本身没有质量，而是由于光子在运动时将自身的质量增量甚至可能将自身的静止质量一并转化为它的能量与速度以达到光速甚至可能在已知光速之上。这种转化是必然的，因为如果不转化，由于相对论效应，质量增量会趋向于无穷大，以至于制约了光子的速度。所以在物质没有转化质量增量的状况下不可能实现实际超光速，只有实现质量增量转化甚至是静止质量本身转化成速度才有可能实现实际超光速。

但是光速不会任由物质通过转化质量来超越自己，即当物质无限趋近于光速时，光子本身会发生某种变化，使光速以接近乘方的形式发生改变，这种效应便是光速分阶效应。光速分阶只是对于高速运动的物体而言的，即物体可能永远无法实现实际超光速，但这种效应暗示了，物体的实际速度可以超越3×108m/s。

记Λ=1×108m/s，阶段为n，则n阶光速cn=3n×Λ。

3时空论假设三——平面线性宇宙模型与宇宙能级分布

平面线性宇宙的模型，将立体宇宙截取一个平面，使被研究的两个物质的质点在这个平面内。连接两个质点，若无任何物质压缩该平面，则该平面是绝对平整光滑的。由于物质存在，平面会被压缩，产生空间曲率。当压缩超过某一临界值μ时，该物质便会变成黑洞。再次建立平面α，在平面α中画出临界线μ线，线的上方是小于临界值的质点，下方是大于临界值的质点。将被研究的两个质点放在该平面内的相应地方，便建立了一个平面线性宇宙模型。质点的存在会对μ线进行弯曲，即代表了对所取的宇宙平面的弯曲，也反应了对宇宙空间的弯曲。

不论是正常物质还是黑洞对μ线都是向下压缩的，即曲率取正。白洞及白洞类物质除外。

4时空论基本原理

4.1物质相对性

首先，若证明一个“东西”它是物质，必须先找出一个定义为非物质的“东西”作为参考，反过来也是如此。所以，物质的存在是相对的。

物质即占据至少一个空间结点的客观存在的宇宙粒子或其聚集体。中子，原子，夸克，人，不論大小都属于物质范围之内。物质从微观角度分为实粒子、虚粒子、中介粒子三类。

4.1.1实粒子

实粒子有具象性，是组成宇宙这个宏观世界的所有微观粒子的统称，其最小单位是单位实粒子。单位实粒子只占据一个空间结点。实粒子有真实大小。

实粒子有亲和性，也叫随机进化性。实粒子之间可以相对稳定地在一起，可以运动，并且是无规则运动。人类可以看作是由很多很多的单位实粒子组成的，做复杂的运动。

实粒子有湮没性。构成性质相反的实粒子（如电子与正电子）之间碰撞会相互湮没，分散再聚集转化为另一种或几种实粒子（如电子与正电子碰撞形成光子）像电子与正电子这样性质相反的实粒子叫互轭实粒子。

4.1.2虚粒子

虚粒子有不可见性，它是物质宇宙之外的空间（称为虚空）的基本粒子，最小单位是单位虚粒子。虚粒子虽然没有实际大小，但也占据空间结点，也应该具有静止质量。一个空间结点之多占据两个单位虚粒子（互为共虚粒子对），共虚粒子对有可能具象化为实粒子，这也是解释最初宇宙诞生的原因之一。

虚粒子也有亲和性，也会运动，但与实粒子不同的是，虚粒子间的相对运动是进出宇宙，离散聚集的无规则运动，比实粒子更为复杂。

4.1.3中介粒子

既不是实粒子也不属于虚粒子的物质，一种由补集概念衍生出来的概念。

4.1.4物质定律

物质永不停息地做无规则运动；物质不能凭空创造，也不能凭空消失，最初物质的出现是由于某种偶然因素，使非物质转化为物质，物质转化过程中，只能由一种粒子转化为另一种粒子或从一种粒子的一种形式转化为另一种形式，其物质的相对总量关系保持不变；物质的质量即其可释放的能量即其可稳定运行的速度，即对于任意物质，其质能速守恒。

4.2时空相对性

时空相对性包含了时间相对性与空间相对性。时间相对性体现在相对时间与绝对时间上。相对时间即人为规定的时间，受到由运动而产生的曲率（主要为时间曲率）的影响较大。绝对时间指物质宇宙的衰变运动周期，一般情况下是恒定不变的。

物质宇宙以一种高维度方式运动和膨胀。当膨胀饱和时开始加剧宙核能量的衰变。运动一个周期后会重新开始，这种现象叫做周期轮回效应。周期的时长即为绝对时间的定义。

空间相对性体现在真空间与异空间上。真空间包含了我们正所处的空间与我们的运动所在的空间。真空间的基本单位是元空间，即一个空间结点。真空间分为维度空间与超空间。

维度空间即我们正所处的空间。可以以不同维度分别存在。以l轴作为支撑，有极强的不确定性，极易被压缩，从而产生了空间曲率。超空间是五维到六维的空间介质，是由l轴的通道组成的。

异空间与真空间恰恰相反，一个通过真空间与异空间的补集概念衍生出的概念，一种猜测。异空间的物理学规律与真空间几乎都不同，比如异空间可能存在质量为零但占据体积的实际物质。

推广：不仅时空有相对性，所有物理量都应该存在着相对性（如绝对质量与相对质量，绝对长度与相对长度）。

4.3粒子广泛作用

与力差不多，但是力的存在必须有施力物体与受力物体，即力是实粒子之间的作用力。由于虚粒子没有实际大小，所以虚粒子的聚集与分散并不能用力来描述，即力在虚粒子上存在局限性。不仅如此，力广泛来说分万有引力与电磁力，这两种力是实粒子在电磁场与引力场两个场上的不同表现，即万有引力与电磁力同根不同源，但应该可以归为一种特殊的力，但只要是力，就必须有施力物体与受力物体，所以研究虚粒子，就必须提出一种新的“力”来描述。

于是粒子广泛作用便诞生了。粒子广泛作用并不需要具象化粒子，它描述了粒子间的吸引、排斥、受时空影响的程度。即粒子广泛作用分为吸引作用、排斥作用、时空作用。

4.3.1吸引作用

粒子间相互靠近的原因之一。由空间曲率产生，类比于陀螺盘，当一小质量粒子“跃入”某一大质量的粒子对空间产生的引力场（空间曲率在万有引力的表现）中时，小的向大的靠近的作用。也可以描述两个相近质量粒子间的相互吸引的作用。

4.3.2排斥作用

粒子间相互远离的原因之一。由空间曲率产生。典型的排斥作用就是同种电荷相互吸引或同名磁极相互排斥（空间曲率在电磁场的表现）的作用。

4.3.3时空作用

时空作用分修正作用与推进作用两种，大多由时间曲率产生。推进作用即物质的被动性，修正作用是阻碍时间曲率的产生，但不能阻止时间曲率的产生。

4.4曲率效应原理

4.4.1时空特性

时间与空间不可分割，时间即空间，空间即时间。时间与空间是相对独立（维度独立）又相互依赖的统一体。

4.4.2物质的存在使曲率产生

物质具有质量，使原本平整光滑的时空变得凹凸不平，于是就产生了曲率。时空曲率分两种：时间曲率与空间曲率。

4.4.3曲率物理量特性

这里的曲率有方向，有大小，是矢量，符合矢量相加减。

4.4.4时空曲率的矢量运算

设时空曲率为vθ，时间曲率为uθ，空间曲率为wθ。则三者满足vθ=α×wθ+β×uθ。

4.4.5曲率作用

由于曲率的存在，時空要恢复原状对压缩物质的反作用，设为Fθ。则有，Fθ=δmv/vL（v：三维运动速度δ：比例常数vL：推进速度）。

4.5穿越法则

4.5.1内容

同轴上的点不可穿越到自己所在时间轴的过去，但可以穿越到自己的未来，且以默认设定；平行的两个时间轴之间可以由穿越者所在时间轴穿越到目标时间轴的任意时间，且历史从穿越后开始以另一个重合空间的历史为设定历史，原有设定被作为另一个平行空间的发展，即出现新的平行空间；从穿越者穿越的时刻开始，原有时间轴不在有穿越者，原有设定作为新平行空间出现，穿越者回到原时间轴的对应点（原时间点+穿越时间）时，会服从新重合过来的设定。

4.5.2证明

设五维宇宙m内包含三维空间α、β，α的时间轴记为tα（1），β的时间轴记为tβ（2），使1∥2，则α∥β，即两个空间为平行空间。

再设1轴上的两个A、B点，A先于B发生，2轴上的两个点A、B，A先于B发生，A与A对应平行，B与B对应平行。

当物质高速运动时产生时空曲率，穿越时会压缩时间轴。

物质可能存在两种穿越：沿时间轴穿越，不沿时间轴穿越。

当穿越者（甲）由B→A时，压缩1轴上的AB段，则AB段本应该有的物质“丢失”，而这恰恰违反了物质定律的内容（物质不能凭空消失），而且，1轴时间的推进作用也不允许这种情况的发生，即穿越到自己所在时间轴的过去无法实现。

当甲由B→A时，对于1轴来说，B点之后的片段无B参与，这恰可视为一种设定（甲在B点从时间轴上消失，从A出现），这符合物质定律。BA为甲的直观穿越轨迹。但是由于时间曲率，将时间压缩，轨迹会朝未来的方向弯曲，最低点向穿越方向迁移（由于修正作用与推进作用）。甲的穿越并没有造成物质“丢失”或“突增”，多出来的两个平行空间可视为本来就存在的空间（即预设设定即为这样），所以该方法是可行的。

且当甲穿越回去时，时间曲率与第一次相反，有利于时间的回归平整，这可以加强该说法的可行性。