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我們知道，根據狹義相對論，真空中的光速C是任何物體運動的極限值。但是事實上，廣義相對論中，光速也是任何物體運動的極限值。 那么既然如此，廣義相對論中的“廣”字體現在哪里呢？ 廣義相對論在推導過程中使用了“等效原理”。 》引力場的局部和做加速運動的慣性系完全等價。 因為慣性系要服從狹義相對論，所以廣義相對論中，光速仍然是萬物運動的極限。 廣義相對論解決狹義相對論沒辦法解決的幾個問題： 第一，描述了大質量物體對于時空曲率的影響。 第二，解釋了大質量星體在燃燒完以后潰縮為黑洞的過程。 第三，描述了宇宙的誕生與演化過程。 大質量物體對時空曲率的影響，表現為讓通過附近的光線彎曲，彎曲的光線可以繞開前面的遮擋物，使后面的物體被看見；光線在離開引力場的時候，頻率會降低，產生紅移現象；由于星體的旋轉會對周圍的時空產生拖曳效應。 目前的科學實驗，都在極高的精度上驗證了上述廣義相對論的推論。 》根據廣義相對論，空間必須依賴于物質的存在而存在。 因為物質之間的聯系以光速為界，所以物質對于空間的影響也以光速為界。 當兩個黑洞合并的時候，一部分能量會以引力波的形式向太空中釋放。因為引力波是由于時空彎曲產生的漣漪，所以引力波的速度也是光速。 美國激光引力波天文臺對多起雙黑洞合并事件進行了測量，證實了引力波的傳播速度是光速。 》1929年，美國天文學家哈勃發現了驚人的現象！ 哈勃在用望遠鏡觀測宇宙空間中星系的時候發現：在遙遠的宇宙空間，所有的星系都在做遠離地球的徑向運動，星系相對于地球的運動速度，等于星系、地球之間的距離乘以一個常數。 這個常數被稱為哈勃常數，為72公里每秒/百萬秒差距，相當于0.022米每秒/光年。 在一光年的尺度上，這個速度非常的微小，但是只要乘以足夠長的距離，這個數字就會擴張的非常大。 我們一般說，可觀測的宇宙半徑是450億光年。在450億光年外的星系，飛離地球的速度相當于光速的兩倍。 我們看到的這些星系的影像，實際上是138億年前發出的。 也就是說宇宙邊緣現在是什么樣子，我們人類永遠也不知道。 》廣義相對論描述的宇宙大爆炸，與真實的宇宙擴張有出入。 我們所處的三維空間的宇宙附著在一個高維度的超球體宇宙上。 在銀河系中能夠找到的最古老的恒星大概是136億歲，而宇宙中第1顆恒星被點亮的時間，大約在宇宙誕生以后2億年。所以我們這樣反推宇宙的年齡是138億歲。 因為宇宙現在是在不停的擴張，所以把時間軸回滾到138億年前，按照正常的推論，它應該壓縮成一個點。 這個點就是宇宙大爆炸的起點。 廣義相對論描述的宇宙大爆炸，是物質的大爆炸。就像一個普通的炸彈那樣的爆炸。 按照廣義相對論，空間的擴張依賴于物質的擴張。然而實際上并不是這樣。 但是現在，觀察到的現象可以認為：空間可以脫離物質單獨存在，宇宙的擴張就是真空在不斷生長的過程。 廣義相對論描述的是：物質的運動規律，在任何坐標下運動規律的不變性。 》宇宙給愛因斯坦出的難題：空間在成長，坐標軸在不斷拉伸。 這個拉伸的速度就等于哈勃常數，一光年的尺度，一天可以延長1.9公里。 從表面上看這是物理的困境，更深層次的意義上是數學的困境。因為從數學誕生第1天開始，函數的坐標軸就是靜止的。 這說明我們的宇宙存在著更深層次的規律：宇宙即在維度上分層，又在邏輯上分層。 縱觀人類的文明發展史，所有的科學研究都要在哲學原理基礎上才能展開。 》在經典物理學里面，還有一個隱含的原理：定域性原理。 定域性原理是指：物質的運動只受周圍的物質影響。這個原理，屏蔽了外星人干擾人類物理實驗的可能性。 定域性原理在量子力學里面被量子糾纏所打破，但是在宏觀物體的運動中仍然適用。 這也說明宏觀世界和微觀世界之間的區別不只是能量的連續與否，還有物理學原理的適用性問題。 定域性原理的適用性范圍問題，宇宙的超光速膨脹問題，不僅僅是愛因斯坦的難題，也是哲學家和數學家的難題。 |
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