明确物理学的质量和能量对物理学的研究意义特别重大。即物质什么情况下是质量、什么情况下是能量。光子的质量应该是粒子是否存在质量的临界质量,现代物理学家认为光子没有静止质量,即光子的静止质量是零。我们可以认为光子的质量是零,即光子不存在质量。光子的本质特性是光速运动,我们把光速运动的粒子的质量定义为零质量。光速运动的粒子质量无论多大都是零,即它没有质量,只有能量。这样宇宙由两类物质分组成:质量和能量。也就是说,电磁波辐射是能量,能产生辐射的物质是质量(物质光速运动不会向外辐射,即停止辐射)。例如,电磁波是能量,太阳、地球、月球等是质量。由无质量的粒子组成的物质是能量,由有质量的粒子组成的物质是质量。
众所周知——质量可以转化为能量,这一观点是公认的,爱因斯坦质能方程告诉我们:E=mc2,即质量可以转化为能量,可以说,质量是能量的来源——质量生成能量。我们顺着这个思路继续思考、研究,质量仅仅是能量的来源吗?非也!质量不仅是能量的来源,也是空间、时间的来源。质量损失形成能量的同时,也形成了空间、时间,分析如下:
我总结的方程:M2R=Q,其中M是系统的质量、R是系统的空间半径、Q是常数。这个方程是可以证明的,这里我不去证明它,只用这个方程解析空间、时间是如何形成的。时间、空间一直是物理学家研究的重点,也是物理学未解之谜,对时间、空间的认识高度变化往往是物理学巨大飞跃的前夜。在质量和能量的转化过程中蕴含着时间、空间的生成。
我们分析方程:M2R=Q,当M减少时,Q是常数,系统的空间半径必然增大,即质量的减少形成了空间,空间是由于质量的减少形成的。
我们再分析方程:M2R=Q,M的减少、R的变化肯定不是匀速变化的,我们假设R的变化的平均加速度是a,则有:R=at2,代入M2R=Q得:M2at2=Q,解得t=/M,a、Q是常数,当M减小时,t增大,即M减小生成时间。
任何系统的质量都是变化的,不过有的系统质量变化剧烈,例如原子弹爆炸、黑洞合并等,有的系统质量缓慢,例如太阳系、行星系等。质量不变化的系统是不存在的,质量的减少,形成系统的时间、空间。
宇宙作为自然界最大的系统,同样遵循这样的规律,宇宙在质量变化(减少)过程中,形成了宇宙的能量、空间、时间。我们进一步分析宇宙,当宇宙光速膨胀时,宇宙不存在质量,变成一个能量宇宙,此时宇宙不再膨胀,宇宙即将转化为开始状态。此时我们在分析方程:M2R=Q,宇宙的膨胀速度达到最大值光速c,即R=ct,代入M2R=Q得:M2ct=Q,M趋于零,R、t达到最大值,即时间、空间停止,和爱因斯坦的推测是一致的。还有直线运动可以理解为半径趋于无穷大的曲线运动,此时的宇宙不正是这种状态吗?能量、光速直线运动。不过此时的宇宙也来到宇宙另一个状态的拐点。
质量、能量划分的意义特别重大,能巧妙地解决,空间、时间的来源,也预测了宇宙最终呈现的状态。其实,科学家寻找的暗物质,或许就是能量、时间、空间的统一体。