第十七章 时空频率
听到苏小渃的问题，四个男人互相对视一眼，都笑了。 “刚才赵哥已经说过，因为相对论效应。” 就连许世文也参与进来，向她解释。 根据早已证实的相对论效应，质量和速度都会引起时空的弯曲，造成钟慢尺缩现象。 钟慢，是时间相对外界变慢，尺缩，是空间相对外界缩小。 但以自身为参照系，一切如常，并没有什么变化。 类似火车上的人自我感觉是静止的，火车中上下弹跳的乒乓球明明是直线运动，在外界看来却是倾斜运动，运动距离更长。 把来回运动的乒乓球换成光线，由于光速不变原理，主观视角光速不变，客观视角光速也不变，长度之差怎么弥补？ 只能用时间变慢、空间收缩来解释。 光线的倾斜长度除以原长度，即为钟慢、尺缩和动质量增加的比例。 其中光速为直边，倾斜光速为斜边，加上运动速度这个底边，相互构成了一个直角三角形，用勾股定理便可以描述三者关系。 狭义相对论的核心就是这么简单，很容易理解。 “我听懂了，可你们还没有告诉我，质量为什么可以弯曲时空！” 苏小渃不服气。 “道理是一样的。” 程虚耐心解释：“因为质量带来的引力会吸引光线，相当于我们获得一个被动速度。这个速度的值为第二宇宙速度，也就是天体的逃逸速度。引力越大，我们的被动速度越快，在光速不变原理修正下，同样会出现钟慢、尺缩现象。不同之处在于，被动速度终究是概念上的速度，本质还是引力强度，所以能够越过光速壁垒限制，而一旦天体逃逸速度大于光速，就必定坍塌成为黑洞。” 苏小渃听完，像是发现了新大陆，恍然大悟道：“我懂了，因为光速不能变，只能委屈时间和空间，所以光速是时空的标尺，改变光速就等于改变时间的流速和空间的长短？” “不错。” “照这样看，岂不是我们的一举一动都在影响时空？同一段路，开车的人比走路的人长度更短，花费的时间也更少，唉，穷人真的好可怜……” 说到最后，苏小渃俏皮地吐了吐舌头，把大家都逗乐了。 虽然这样说也没毛病，但是很容易让某些人想起生活的辛酸，流下贫穷的泪水…… 程虚强颜欢笑道：“是的，光速就是时空的标尺，像我们这种穷人就比有车一族更明白时空的相对性。还好汽车的速度相比光速可以忽略不计，对时空的影响约等于零，不然这日子就……” “咦，标尺？” 说到一半，他忽然愣住了。 “怎么了，你是不是又有什么新思路？” 赵宇清和王恒立即投来关注的目光。 这个‘又’字，足以体现他们心里的警惕与防备。 “没什么，是我大脑宕机了。” 程虚摇了摇头，自嘲一笑。 他刚才隐隐感觉自己似抓住了某种关键，但具体是什么，仔细探寻却又一无所获。 毕竟，除了速度、质量和能量，他也实在想不出有什么东西能改变时空曲率。 只能暂时把这个问题压在心底，慢慢酝酿。 王恒两人闻言，稍稍松了了口气，又觉得有些失望。 “那个……我还想知道，质量为什么会产生引力？引力为什么能能弯曲时空？还有……既然速度和质量都是能量，只有能量可以影响时空，那么时空可不可以也是一种能量呢？” 苏小渃清脆的声音把三人思绪拉回正轨。 她此刻已经完全进入状态，一个问题结束，马上抛出新的问题，像是刚刚接触这个世界的好奇宝宝。 “小渃，你的问题越来越有难度了啊，用仙侠小说里的话说，算得上‘直指大道根源’。” 程虚意外地看了她一眼，笑着打趣。 “小苏进步很大，不止问题更有深度，还提出了自己的想法，值得鼓励。” 王恒等人也笑着调侃。 苏小渃暗暗得意，不自觉地挺起胸脯，同时眼睛一眨不眨盯着程虚，期待他为自己解惑。 “这三个问题，目前尚未有标准答案，我只能向各位道友简单谈谈自己的看法，欢迎大家指正。” 程虚用谦虚的口吻说道。 在广义相对论中，引力和时空弯曲被描述为同一回事，质量产生引力的原因，是物质把时空压弯了。 因此，这一套概念可以近似理解为排水量。 一艘船的底部总是比海平面更低的，如果船只没有甲板，人就只能待在船底最低位置，消耗能量才能爬回海面高度，就像摆脱地球引力需要达到第二宇宙速度。 同理推之，船用自身质量排走了同样质量的水，所以获得浮力，那么地球很可能也是排走了与自身质量相当的时空，所以获得强大引力。 区别在于，水是正质量，排空区域能量更低，于是产生排斥力；时空是负质量或负能量，排空区域能量更高，于是产生吸引力。 根据目前的科学理论，抛开奇异物质不谈，广义上拥有负质量效应的东西只有两种。 第一种是暗能量，暗能量的密度值是一个诡异的常数，拥有不随时空变化的特性，因此宇宙空间每膨胀一点，它的总值就会增大一些，但排斥力恒定不变。 第二种是真空涨落，由于测不准原理的存在，真空中的量子场能量不能为零，而是在零附近起伏。因为基本粒子是场的激发态，所以这种涨落就体现为正负粒子成对出现，再成对湮灭。如果两个粒子其中之一被拿走，另一个就会获得能量从虚无中诞生，比如黑洞视界附近的霍金辐射就是。 正负粒子对的凭空出现会借走真空中的能量，只不过它们存在时间乘以能量小于普朗克常数，即6.6×10负33次方焦耳每秒，所以无法在宏观层面观测到。 但可以从实验中测得卡西米尔效应，也就是负压强，证实虚粒子涨落存在，且具有负能量性质。 “由于暗能量带来的负压比真空涨落小120个数量级，只在星际宏观尺度发挥作用，所以不太可能是时空本身，我个人认为，真空张落更符合时空的性质。” 程虚说到这里，若有所思地皱起眉头，思维发散到了另一个方面。 赵宇清等了一会，见他不说话，忍不住发问：“所以你认为时空本底是不停涨落的量子场？但是广义相对论与量子引力论的不可调和性很难逾越，承认时空弯曲，就不能承认量子引力。” “你说的这个我知道。” 程虚回过神来，点了点头道：“所以我们要弄明白时空的本质，以及为什么只有能量可以对它造成影响，搞清楚这个问题，就找到了开启高维之门的钥匙。” “小程，听你的语气，似乎已经有了思路？” 王恒很敏感地问道。 “有一点不成熟的想法。” 程虚淡淡一笑，转头看向一脸懵逼，还沉浸在刚才那堆概念中的苏小渃，笑着说道：“这一切的起点，基于对一个‘显而易见’问题的拷问。之前苏小渃提到，是光速修正了时空的尺度，包括我在内，所有人都认同这个说法，但事实真的这么简单吗？” 抛出这个问题后，程虚眸光一闪，面色忽然严肃下来。 刚才发表观点的过程中，他的大脑也在不断思索，如何走出思维的盲区，从其他角度认清时空曲率，并找到干预它的办法。 现在想法已经酝酿成熟，是时候放大招了。 “这个问题的确显而易见，莫非你有什么新颖的观点？” 赵宇清看他表情，心里咯噔一声，隐隐有了不妙的预感。 “有！” 程虚嘴角勾勒出奇异的笑容，目光炯炯有神，有点像他当初发现逻辑武器原理时候的样子，神采飞扬，摄人心魄。 “各位不妨设想一下时空曲率增大后的情况，光钟倾斜，时间膨胀，看起来似乎并没有什么异常，但请不要忽略量子涨落的变化。” “我们都知道，能量是影响时空的唯一因素。一个物体在加速的时候，能量会诡异地消失在空间中，直到碰撞的时候才会被释放。很明显，加速的这部分能量被某种东西拿走了，它们一旦拿走就不会主动归还，而是改变时空的曲率结构，推动物体位移。问题在于，能从真空中偷走能量的，除了看不见摸不着的量子场还有什么呢？” “量子涨落与时间密切相关，虚粒子的存在时间乘以能量不能超过普朗克常数，否则就无法存在。当时空曲率增大时，由于光速修正，原来的一秒钟被拉长变慢，普朗克常数也会相对于外界变小，只允许能量更低的虚粒子在真空中起伏。” “由于量子涨落具有负能量，它的涨落能级降低，相当于量子场的能级提升，也相当于区域时空的能级提升！” “但是反过来呢？如果认为是量子涨落的能级变化改变了普朗克常数，普朗克常数的变化重新定义了时空，导致时空曲率增大、时间变慢、空间压缩，但物理规则不变，逻辑上似乎也没有什么问题吧？” “从这个角度出发，量子场无疑是时空本底，量子涨落的能级就是时空的密度，量子涨落的频率就是时空的振动频率，物体速度越快、质量越大，时空的振动频率和幅度就被压制得越低，用比较容易理解的说法，就是单位时间帧数降低，单位空间像素变少，时空相对外界更紧致，外在体现为吸引力和光谱红移。” “因此，只要我们找到干涉量子涨落频率的方法，就相当于掌握了时空曲率的调频旋钮。把通往更高维度大门的钥匙……攥进了手掌心！” 听完程虚一席话，整个大殿陷入诡异的寂静，鸦雀无声。