從E=MC^2到E=FC

用愛因斯坦質能公式從新解釋宇宙擴張，時間膨脹，宇宙大爆炸，暗能量，暗物質，黑洞。

19世紀，科學家們逐步發現光是一種波，而現實中的波都需要傳播介質（如聲波的傳遞需要藉助於空氣，水波的傳播藉助於水等）。於是他們便假想宇宙到處都存在着一種稱之為以太的物質，而正是這種物質在光的傳播中起到了介質的作用。以太是一種沒有質量，絕對靜止，具有彈性的，充滿整個宇宙的介質。然而那個時代還是一個科學理論發展的初級階段，人類對宏觀世界和微觀世界缺少足夠的認知，同時也缺少探索和檢測事物有效的技術和手段。這使得以太說因為不能解釋一些客觀的現象而被拋棄，事實上以太說並沒有被拋棄而是被擱置了，取而代之的是相對論。從此時間有了起始，可以伸縮膨脹，物質可以被拉長縮短等奇談怪論。相對論確實可以解釋許多未知現象，而且也被現代的科學實驗所驗證，因此成了不可動搖的現代物理的基石。由於相對論的研究使得現代物理變得越來越高深，複雜，奇妙，神秘。時空彎曲，蟲洞，黑洞，暗物質，時間膨脹，這些看不見摸不着，也無法證實的理論使我們眼花繚亂神秘莫測。

舉個典型的時間膨脹的例子，這是我從網上摘錄的一段：

相對論的時間變慢指的是不同參考系之間的時間流逝不同。比如，你和弟弟帶了兩個相同的手錶。你弟弟在地球上，而你接近光速飛向宇宙。你弟弟看他的手錶是正常機械轉動着，而你看自己的手錶也是正常機械轉動着。也就是說，你們各自感受到自己的時間都沒有變慢，但當你弟弟觀察你的時候，他就會認為你的時間變慢了。也就是說，你們各自的新陳代謝都是正常的，但各自的時間流逝速度卻是不同的。當你再接近光速返回地球時，你可能還只是年輕小伙子，而的弟弟已經老了。其實你並沒有荒廢時間，只是錯過了地球的歷史！

在這個例子中同樣的兩塊表，以同樣的頻率運轉，一般來說一天誤差幾分鐘，一年誤差幾小時是正常的事情。但是當你帶着這塊表在接近光速旅行一年後回到地球，居然發現你弟弟的表已經走了十年。這可能嗎？除非我的表變慢了，即十秒滴答一次。一般手錶是由游絲的擺動決定運轉的頻率，那麼必然游絲的物理性質發生了變化。如果我帶的是石英表，那必定是石英頻率發生了巨大改變。反正你不管帶什麼屬性的表都會變慢，即使你按心跳來計時，那麼你的心跳必然變慢了。

愛因斯坦的相對論雖然能夠比較完美的解釋了很多宏觀和微觀世界的物理現象，但是也給現代物理帶來了很多麻煩，根據相對論現代物理在這理論基礎上推導出了許多離奇的結果，同時也使許多物理研究進入了死角。

經典物理學是一門看得見摸得着的非常嚴謹的科學，她揭示了物質世界運動規律的學說，物質的屬性以及運動的規律實際上是微觀世界電子，原子，分子的運動在現實世界的反映。由於經典物理在過去不能很好的解釋微觀世界和宏觀世界的一些物理現象，因此才有了現代物理的研究和發展，現代物理可以解釋和揭示微觀世界物質的本質，比如愛因斯坦的質能公式，E=MC^2 都是被實驗證實的理論，比如原子彈的爆炸。但是相對論引入使經典物理和現代物理產生了隔閡，使物理學分割成兩種不同的理論，其實現代物理和經典物理是統一的。本文將試圖在經典物理和現代物理之間建立起一座橋梁，使兩者統一起來。經典物理同樣是可以解釋微觀世界和宏觀世界的物理現象。經典物理學是一座未完成的大廈，讓我們一起給這座大廈添磚加瓦，完成這座人類知識的殿堂。

為了建立經典物理與現代物理之間的聯繫，我將從偉大的愛因斯坦的質能公式開始，E=MC^2。 愛因斯坦在給出這個公式的時候沒有告訴我們這個公式的來源，其實這個公式是可以從經典物理學的動能公式推導出來，經典物理學告訴我們，當一個力F施加於一個質量M的物體上，那麼這個物體就會沿着力的方向加速前進並且獲得動能，當力消失後，物體會繼續作勻速運動，此時物體所具有的動能為：E=1/2MV^2. 因為作用力和反作用力是一對力量相同方向相反的不可分割的孿生兄弟，所以反作用力產生的能量也是E=1/2MV^2，這樣作用力和飯作用力它們能量的總和為E=MV^2. 這個公式是不是和愛因斯坦的質能公式E=MC２有些相似呀？如果這個V大到等於C那麼就相同了。

E=MV^2這個公式告訴我們當一個物體其移動速度達到光速的時候那麼這個物體已經全部變成了動能，由於任何物體的移動速度不能超越光速所以這是這個物體的極限動能。這個動能正好等於這個物體質量所具有的全部能量E = mc^2。

E=MV^2與E=MC^2的差別在於前者是動能速度V是可變的，後者是物質所具有的能量其中C則是不可變的。一個物體動能E可以為零即這個物體靜止時，但是靜止的物體也可以有驚人的能量，比如一個陀螺在高速旋轉時陀螺具有巨大的能量，此時陀螺的動能可以為零，陀螺沒有位移運動。

從現代物理中我們可以獲知微觀世界的分子，原子，中子，質子，電子所有的基本粒子都是在無時無刻的運動着。原子，中子，質子也是有許多更小的基本粒子組成，如果我們把這些基本粒子看成是一個個微小的以光速旋轉的陀螺，那麼一個物體就是由無數光速旋轉的微小陀螺組成的，其具有的能量就是這些陀螺能量的總和。因此現實世界中一塊石頭，一塊磚看不出有什麼能量，其實都包含着巨大的能量。

我們將最小的基本粒子比喻成陀螺雖然兩者差別很大，但性質是一樣的。陀螺是由物質組成的，陀螺的旋轉時其每個質點都會產生離心力，物質的粘合力使陀螺不至於散架。而基本粒子是由在以太中傳導的引力波組成的，當兩個不同方向的波相遇時會產生一個漩渦，就像水中的漩渦，空氣中產生的龍捲風，因為在漩渦的中心產生一個低壓區，使的高速運動的水或空氣圍繞這個低壓中心旋轉，使能量聚集在這個漩渦中，引力波組成的漩渦是圍繞三維空間的一個點旋轉的，更確切的說它是一個振腔，這個振腔具有很高的能量。（在後面的以太說中將進一步描述基本粒子的形成。）所以基本粒子就是由引力波組成的具有能量的振腔，基本粒子不是物質，是聚集在振腔的能量。那麼由基本物質組成的中子，質子，原子也不是物質，是能量團。從宇宙的微觀世界到宏觀世界都是由能量組成的，宇宙中只有波攜帶的能量！

E=MC^2其實告訴我們質量就是能量，因為C^2是一個常數，M= E/C^2其中C^2我們可以看作面積，以平方米為單位，那麼質量M就是一個平方米內所含的能量，這個能量非常小9X10-18次方。

宇宙中沒有任何物質的東西，只有波攜帶的能量！那麼這個能量是怎麼產生的？這個能量是由力產生的，是力推動着波在以太中飛行。就像聲音在空氣中傳播，聲音沒有質量，聲音是由力產生的，聲音在傳播中遇到頻率相同的振腔就會產生共振，就能將能量集中在一起。既然宇宙中沒有質量，那麼愛因斯坦的質能公式就需要改寫了，應該改寫為力能公式：

E=FC

那麼這公式是怎麼來的呢？是通過經典物理推導出來的。如果我們將力能公式中的C改寫為S，S=30萬千米=3億米，那麼E=FS，其中S為距離S=3億米。根據經典物理W=FS，那麼FS應該是力所做的功W。其實力在距離上做功消耗的能量為E，根據能量守恆定理做功的能量沒有消失，而是轉化成了動能，因此W=E動=E。

我們也可以從質能公式E=MC^2推導出力能公式E=FC：

         因為F=MA，那麼M=F/A=Ft/V=F/C,  ( 這裡設定初速度為零，t為1秒，速度為光速A=V/t=C)

現在將M=F/C代入質能公式即得出 E=MC^2=F /C*C^2=FC

物質：

         物質就是能量，那麼一公斤物體有多少能量呢？E=MC^2= 1*C^2= C^2,這是一公斤物體能量的極限。那麼假如我用力將一公斤物體加速到每秒2公里，那麼這個物體就有了動量，E=MV^2=1*2^2=4; 這時這個物體的總能量應該是質能+動能，C^2+4?  有錯嗎？如果我們將一公斤物體加速到1萬公里/秒，10萬公里/秒，加速到光速30萬公里/秒，請問這時這個物體的總能量是否可以達到C^2+C^2？這顯然違反了質能公式。難道E=MV^2錯了，這是經典物理的動能公式，要是這個錯了那麼這個世界就亂套了！所以我們在這裡提出一個新的理論-質動轉換理論。

         當一個物體的動能增加時，這個物體的質能就會減少，即質能轉化成動能。也就是說當一個物體速度越來越大時，其質量越來越小，當物體的速度達到光速時，其質量趨於零！這和愛因斯坦的理論完全相反，愛因斯坦相對論認為當飛船的速度接近光速時，質量趨於無窮。其實當物體飛行到光速時所有的物質分子，原子，中子，基本粒子都不存在了，此時的物體只是一團具有能量的直線前進的波！比如圍繞原子旋轉的電子應該是以光速運動的，那麼含有這顆原子的物體在高速飛行時，這個電子還能以光速運動嗎，如果電子還能以光速運動，那麼加上物體飛行速度這個電子一定超光速了！這違反了光速不可超越的原則。我們可以從宇宙大爆炸的過程可以了解到，當大爆炸的初期巨大的能量以接近光速向外爆發，這時候宇宙不可能存在任何原子，中子，質子，光子和基本粒子，只有高速飛行的能量。這是一個宇宙的黑暗時期因為沒有光，沒有射線科學家至今也不知道那時發生了什麼，但是可以肯定高速飛行的能量團在降速，由於許多能量團的密度差異，飛行速度的差異，它們開始相互擠壓，糾纏，形成漩渦，使速度急劇下降，同時質量開始增加，這時的質量看不見摸不着我們就叫它暗物質。質量越大速度越慢，質量越小速度越快。有了質量就有了引力，大小不同運行速度不同方向不同的暗物質，它們相互吸引，纏繞， 分裂合一，使大爆炸的速度越來越慢，直到2億年以後暗物質運行的速度降到了可以生成原子的程度，這時大量的氫原子氦原子產生了。在經過2億年漫長的降速旅途物質才真正的形成，而這時在暗物質團的邊緣，一些低速區域產生了大量的氫分子，氫分子在萬有引力的作用下聚集成巨大的恆星，在重力的驅使下恆星的中心高溫高壓引發了核聚變，從此宇宙產生了第一屢曙光照亮了整個宇宙。

在我們的宇宙中只有一樣東西，這就是能量。當能量以光速前行的時候質量極小，當能量前行的速度逐漸降低時，這個能量就會顯現出質量的性能。當能量聚集成團以無數漩渦的方式停止前行時，質量達到最大值，即能量全部轉化成質量。物體速度增加到一定的時候分子，原子，質子中子都會散架變成暗物質，所以我們就不要指望做超高速的飛行器作洲際旅行了，到時候人都變成了暗物質還會有生命嗎？在宏觀世界有許多奇異的現象過去我們用經典物理不能解釋，那是因為我們對物質的屬性還不夠了解，今天我們通過現代物理的知識，需要重新對這些奇異現象進行解釋。

1時間膨脹

         時間膨脹問題就是我們前面提出的時間變慢的問題，高速運動載體上的時間變慢問題是已經被科學家實驗證實的問題，因此也確認了相對論的正確性。那麼時間變慢實驗是如何證實的呢，這個實驗是通過一個精確度極高的銫原子鐘在高速飛行的太空倉實驗中獲得的，科

學家發現鍾回到地面後時間確實變慢了。其實高速飛行的銫原子鐘一定是銫原子的運動變慢了，頻率降低了，質量減輕了，所以才產生時間變慢的效應。時間沒有起始沒有終時，更不會變慢。

2宇宙擴張

         宇宙擴張是現代物理說不清道不明的物理現象，現代的宇宙擴張理論得出了非常矛盾的離奇的結論。比如宇宙的年齡只有138億年，但是目前宇宙的半徑已經達到了465億光年。也就是說一個物體從大爆炸的原點以全速（光速）奔跑，跑了138億年，結果我們發現這個物體已經到達了離原起點460億光年的地方了。這個物體奔跑的速度已經遠遠的超過了光速，起碼3倍以上的光速才能到達現在的位置。難道光速不變的定理錯了？如果光速可以超越，那麼E=MC^2必然也是錯的。其實宇宙的擴張不可能超過光速，是我們的觀測出了問題。我們的宇宙沒有那麼大，不會超過138億光年。

         那麼我們的觀測出了什麼問題呢？那是因為我們看到的光，微波，射線所有的東西都是彎曲的，也就是說光不是直線行走的，我們看到的東西越遠，那麼光線的彎曲度越大，其實那個東西離我們沒有那麼遠。

         要說明這個問題我們還是要從愛因斯坦的質能公式E=MC^2說起。E=MC^2這個公式告訴我們，只要有能量E不等於零，那麼質量M就不等於零。這就是說世界上所有的帶有能量的波，引力波，光波，電磁波都是有質量的。有質量的東西必然有萬有引力，就會被物質所吸引，無論有多小的質量都會受到一定的引力，這個引力指向宇宙的重心！也就是說所有物體發出的光，無論它走多遠終究都會回頭，回歸宇宙的重心。就像你將一個蘋果甩向天空，無論蘋果飛的有多高，它終究會回到地面，蘋果要去的目的地是地球的重心，可是它去不了。其實無論蘋果，地球，銀河系，其它遙遠的星系它們都有一個終極目標—宇宙的重心！

         現在我們可以來解釋宇宙的擴張了，首先請看一幅圖。

         這是一幅恆星發出的光線圖，恆星發出的光線大都是彎曲的，無論從哪個方向發出的光線都會朝宇宙的重心彎曲。圖中A,B,C是3個觀察點，如果你從C到B再到A行進中觀察，你會發現恆星正在離我們遠去，而且速度超過了光速。

3宇宙大爆炸：

         “大爆炸宇宙論”（The Big Bang Theory）認為：宇宙是由一個緻密熾熱的奇點於137億年前一次大爆炸後膨脹形成的。爆炸之初，物質只能以中子、質子、電子、光子和中微子等基本粒子形態存在。宇宙爆炸之後的不斷膨脹，導致溫度和密度很快下降。隨着溫度降低、冷卻，逐步形成原子、原子核、分子，並複合成為通常的氣體。氣體逐漸凝聚成星雲，星雲進一步形成各種各樣的恆星和星系，最終形成我們如今所看到的宇宙。（摘自百度百科）

         解釋宇宙大爆炸我們必須從大爆炸之前的宇宙說起。宇宙大爆炸之前的宇宙是一個強弩之末的宇宙，此時宇宙已經失去了繼續擴張的勢能，宇宙中所有的星體，塵埃都在萬有引力的作用下，朝着宇宙的重心開始了漫長的歸途。但是這個歸途不是一帆風順的，隨着宇宙的體積越來越小，星體開始互相吞併，這是一個大魚吃小魚的過程，因為萬有引力是和距離的平方成反比的，離宇宙的重心還十分遙遠，大星體首先將前行周邊的小星體歸入囊中，當然它也可能被更大的星體吞食。這些星體圍繞着宇宙重心一圈一圈的旋轉前行，同時加速逼近宇宙重心。當接近宇宙重心時，星體的數量越來越小，這些星體已經不再是星體了，而是巨大的黑洞，最後整個宇宙只剩下以重心為中心的兩個超級黑洞，它們一路吞噬了宇宙所有的物質和能量，最後以光速沖向宇宙的重心，大爆炸開始了。

  宇宙大爆炸是巨大的能量在碰撞後開始的大爆發，巨大的能量以接近光的速度向外擴展開來。見上圖

宇宙大爆炸是能量從高速向低速變化的過程，而不是高溫向低溫冷卻的過程。溫度是能量在輻射，傳導時產生的物理現象，能量不能用溫度表示的。太陽很熱溫度很高，是由於核聚變釋放出大量的能量，這些能量被周邊巨量的氫分子吸收，氫分子劇烈的運動產生了巨大的可以被輻射被傳導的熱能，熱能是物質世界原子，分子中能量的一種表現。一公斤物質的能量巨大，但它可以是一塊冰冷的鐵。

         大爆炸初期能量擴散的速度接近光速，此時原子，基本粒子都還沒有形成，隨着能量擴散速度的降慢，能量逐步轉化成質量，由於這個階段沒有光，沒有射線更沒有微波，我們沒有任何工具可以檢測它的進程。這是一個宇宙的黑暗時期。不過我們可以想象，無數能量密度不同，質量不同的能量團必定前進速度不同，因此會才產生相互的碰撞和擠壓，降速的能量團開始出現巨大的質量，它們之間同時產生了巨大的引力。這樣能量開始產生旋轉運動，產生了無數黑洞，這些黑洞開始互相吞食，小黑洞變成大黑洞，黑洞在每次吞食後自身質量劇增，行進速度也開始劇減，最後一些黑洞轉速越來越慢，自身質量越來越大，導致黑洞的直徑也越來越大，特別在幾個黑洞的邊緣，夾縫處，能量的行進速度已經低到了可以產生物質的條件，這樣大量氫原子和氫分子產生了。看看下圖。

圖中亮處就是黑洞的邊緣地帶產生很多發光的星系，當然其中還有很多速度較高的能量還不能產生原子，這就是黑物質。

4宇宙微波背景

         宇宙微波背景（英語：CMB, cosmic microwave background，又稱3K背景輻射）是宇宙學中“大爆炸”遺留下來的熱輻射。

       對於宇宙微波背景，我只能說，我看不懂。據我對微波的認識，我知道微波是一種無線電波，微波背景的微波就是60G左右赫茲的無線電波，微波的特性需要發射器，就像家裡的WIFI，WIFI的電源一關微波信號就沒了。當然微波不會停留在一個地方，波會向四面八方傳播，傳播的越遠信號就越弱。微波是會被建築物阻擋的，微弱的微波隔一堵牆就接收不到了。這是常識。奇怪的是宇宙微波背景是發射於137億年前微波，居然今天還能收到。並且還沒完沒了可以永遠接收到。這個微波還能不被衰減，不被阻擋。真是太神奇了。

       宇宙微波背景其實是由原子震蕩產生的微波，原子只有冷卻到絕對溫度左右才會停止震動，這時候原子才不會發出微波。要精確測量宇宙微波背景需要將檢測儀器降溫到絕對零度。

5暗物質，暗能量

         宇宙中所有高速運行的能量就是暗能量，如引力波。宇宙中所有的物質都在不斷的吸收來自四面八方的引力波，同時也在不斷在自身的四周釋放引力波，以達到自身能量的平衡。因此宇宙中充斥着引力波，引力波攜帶着能量，這就是暗能量。那些能量巨大但速度較高，因而還不能凝聚成物質的能量，這些能量已經部分或大部分轉化成了質量，但沒有形成原子，分子，因此不能發光，我們看不見摸不着因此叫暗物質。

6黑洞

         很多速度較低的暗物質，因為質量較大互相吸引，形成的漩渦就叫黑洞。黑洞質量很大，所有經過黑洞的形體，星雲都將被吸引捲入其中。當一個星球被吸入黑洞時，由於星球被加速，使星球內部的物質速度遠超出物質形成的條件，原子散架成了暗物質。

第二部分，回歸以太

         描述萬有引力的在以太中產生和傳播的原理，基本粒子，中子，質子，原子的產生，完成四大作用力的統一，證明宇宙中只有一種力，即萬有引力。同時解釋了光是一種引力波的載波，引力波是縱波，電磁波是橫波。解釋了波粒兩象之謎，雙縫實驗的錯誤，不了解光波傳播的特性，上帝沒有擲骰子。