现代物理学中对宏观宇宙最伟大的设定,是狭义相对论中的相对性原则和光速不变原理。但是,物理规则超出了我们的认知范围时,这些原则会直接失效,比如光速不变原理在宇宙膨胀的过程中就会在时空参与下失效。光速不变的原理是说,在任意参考系中光速都是一个常数,不会随着参考系变更而改变。这样设定的原因是因为在任意参考系中物理规则都应该保持一致,避免时间成为一个不可控变量,从而使物理结果也保持一致。
比如,我们以地球为静止参考系,乘坐一艘星际母舰以光速10%的速度向宇宙深处航行,然后又以飞船为参考系,驾驶小型飞船以光速航行。这个时候如果光速不变的原则被打破,那么在在小型飞船上的时间就会错乱。当我们用星际母舰作为静止参考系时,我们的速度是光速并处于时间停止状态,可当我们以地球为静止参考系时,我们的速度就会超过光速的10%并处于时间倒流状态。我们的时间究竟是停止还是倒流又或者是正常状态,都取决于我们对参考系的主观定义,那么物理规则就会失去客观性。但是当时空参与到物理运动时,光速不变的原则就会失去作用。宇宙正在膨胀,并且根据观测数据计算,宇宙的膨胀速度已经超过光速。可有一个问题无法解决,当我们将地球作为静止参考系时,距离我们465亿光年的星系正以超光速远离我们,如果根据时间膨胀公式计算,那些星系的时间正在倒退。而如果将对方定义为静止参考系,我们的时间也正在倒退。可是在我们对整个可观测宇宙的观察中,宇宙的时间仍在以不同的速度向未来前进。
这是为什么呢?星系加速远离的原因是时空膨胀,而时空膨胀的原因据说是暗能量的作用。暗能量在宇宙的总质能中占比达到了68%,目前普遍认为暗能量所产生的正是与引力相反的时空斥力。也就是说,暗能量在某种程度上来说与产生引力的原理相反,并且其物理特性也与引力完全相反。根据狭义相对论的等效原理我们知道,除了速度会降低时间的流逝速度外,引力同样可以。当我们距离引力源越近,其时间流逝速度就会越慢,那么如果暗能量产生的斥力作用与引力相反,是否在时间膨胀效应上也与引力相反呢?
这或许就是为什么那些处于可观测宇宙边缘的星系速度已经超过光速,时间却并没有倒退的原因,超光速造成的时间倒退与暗能量斥力产生的时间紧缩发生了抵消。但这样一来,因时空膨胀引发的信息丢失则不可避免,由于那些星系正以超光速远离,它们的所有信息在光速下再也无法传播到地球。或者可以这样理解,可观测宇宙的视界边界正在吞噬信息,而我们无法搞清楚的是那些消失的信息最终去了哪里。宇宙正在加速消失,一切的信息最终都会湮灭在漫长的时间里。
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