物質(zhì)對周圍空間的時間效應(yīng)是如何的?我們通過廣義相對論可以知道,任何物質(zhì)都會對周圍空間產(chǎn)生影響,產(chǎn)生時空效應(yīng),即時間和空間效應(yīng)。我們在這里不談空間效應(yīng),只談?wù)摃r間效應(yīng)。
任何物質(zhì)都會對周圍時空產(chǎn)生時間效應(yīng),也就是說,我們感覺的時間根源于物質(zhì),沒有物質(zhì)就沒有時間。物質(zhì)的時間效應(yīng)與什么有關(guān),我通過對圓周運動的徑向動量的計算和史瓦西半徑的思索,可以得出;物質(zhì)對周圍空間的時間效應(yīng)與物質(zhì)質(zhì)量成正比,與距離物質(zhì)的距離(半徑)成反比,這是一個多么簡潔的公式,T=M/R。如果T的單位是秒,質(zhì)量的單位是千克,半徑R的單位是米,那么這個簡介的公式需要配一個系數(shù),這個系數(shù)也許會與引力常數(shù)G一樣成為一個常用常數(shù),暫時用Z表示吧,得到公式T=ZM/R。
我們根據(jù)廣義相對論的引力延遲公式,可以清楚地知道,物質(zhì)的引力延遲效應(yīng)與物質(zhì)質(zhì)量成正比。
我們怎么得到物質(zhì)的時間效應(yīng)與R成反比的關(guān)系?我們可以通過史瓦西半徑來感受。史瓦西半徑為Rs,物質(zhì)在史瓦西半徑處的時間效應(yīng)為T,在2R的地方,時間效應(yīng)為多少呢?如果物質(zhì)質(zhì)量增大一倍,其史瓦西半徑剛好擴(kuò)展到2R的地方,此時2R地方的時間效應(yīng)也為T。在半徑一定時,這樣就不需要考慮半徑R因素了,物質(zhì)質(zhì)量增大一倍,其時間效應(yīng)增大一倍。說明之前物質(zhì)質(zhì)量沒有倍增時,物質(zhì)在2R的地方產(chǎn)生了T/2的時間效應(yīng)。類似的推理,在4R的地方產(chǎn)生了T/4的時間效應(yīng)。也就是物質(zhì)產(chǎn)生的時間效應(yīng)與R成反比。
為何物質(zhì)的時間效應(yīng)與R成反比關(guān)系呢?這應(yīng)該來源于物質(zhì)的時空效應(yīng)就是引力的時空效應(yīng)。物質(zhì)產(chǎn)生的引力會產(chǎn)生空間效應(yīng),而時間效應(yīng)本質(zhì)上根源于空間效應(yīng)。物質(zhì)的引力決定空間,進(jìn)而決定我們感覺的時間,時間很有可能是一種感覺,而空間是更為實實在在的。時間是由空間中的長度決定,而引力場強(qiáng)度是由空間中的面積決定,距離倍增,雖然引力場強(qiáng)度降為1/4,但長度關(guān)系可不是平方關(guān)系,而是正比或反比關(guān)系。因此,距離倍增,時間效應(yīng)減半,即距離與時間效應(yīng)成反向關(guān)系。
我們怎么找到公式T=ZM/R中,系數(shù)Z的數(shù)值。根據(jù)史瓦西半徑公式RS=2GM/CC,比牛頓力學(xué)計算的黑洞半徑大了一倍,為何如此,就是物質(zhì)的時間效應(yīng)所致。由于質(zhì)量的引力延遲效應(yīng),在史瓦西半徑處,其時間運行速度較慢,也就是時間被延遲了。這才導(dǎo)致光線可以在史瓦西半徑處環(huán)繞物質(zhì)做圓周運動。時間被延遲等效于速度被放慢,在我們看來或感覺,史瓦西半徑處的光速小于我們空間的常規(guī)光速。
聯(lián)立公式T=ZM/R和RS=2GM/CC,此時R=RS,二者等于史瓦西半徑,可以得到Z=T2G/CC。T此時是確定的數(shù)值,因此Z=T2G/CC是一個常數(shù),是一個與萬有引力常數(shù)G有關(guān)的常數(shù)。
史瓦西半徑處的光速C是小于我們的常規(guī)光速的,相當(dāng)于0.5倍的2光速。我們知道史瓦西半徑處的光速C會小于固有光速,按照牛頓力學(xué)計算的光速環(huán)繞速度公式應(yīng)該是R=GM/CC,而史瓦西半徑卻是RS=2GM/CC。這種差異來源于什么?這來源于我們的固有光速,就是我們使用的光速數(shù)值與實際的光速差異。
實際上,由于史瓦西半徑區(qū)域的時間運行緩慢了,光速也跟著下降了。而我們依然把光速取值固有光速C,這就不合理了,這就是史瓦西半徑為何是牛頓力學(xué)半徑的2倍的原因了。為了守恒,此時的實際光速下降到固有光速的2/2了。光速平方后,分母會多出1/2,這是史瓦西半徑公式分子2的來源。因此,物質(zhì)在自己的史瓦西半徑區(qū)域的時間效應(yīng)是T=2/2-1。由于時間效應(yīng)與距離成反比,因此,可得公式T=(2/2-1)RS/R,RS是史瓦西半徑。
T=ZM/R,把常數(shù)Z代入公式,可得公式T=(2/2-1)2GM/RCC=(2/2-1)RS/R。RS史瓦西半徑。這是質(zhì)量M在距離自己R的地方的產(chǎn)生的時間相當(dāng)于固有時間的倍數(shù),這就是物質(zhì)對周圍空間產(chǎn)生的時間效應(yīng)公式。