馮新時空理論

基於相對論和基礎力學的理解，新的時空理論能解釋很多宇宙問題，包括宇宙的大小，起始；還有黑洞，萬有引力，等等問題。

新時空理論認為宇宙分為四個動態對立統一的態。一為空間，二為時間，三為能量，四為質量。四態帶有自身固有的特性。空間固定不可重合帶有排它性；時間運動不能固定，擁有變化性；質量表現為空間的排它性，能量表現為時間的運動性；而質量和能量又有轉化性，非透過二者的轉化讓空間和時間形成了對立的統一。

這四態，造就了世間萬物。任何的空間都是不能相同的，但是所有的時間又是相同的，所以世間萬物都有區別，但又有聯絡，基本上又是差不多相同的。基於這點，宇宙是無邊界，無起始的。在宇宙以外，當出現反時空特性的邊界時就會出現巨大的負時空能量，即真正的真空，叫做負能量。負能量和正能量及質量相互吸引，很快能量和質量就會把出現的宇宙邊界填充，而這些短暫出現的宇宙邊界就是我們觀測到的黑洞。在黑洞裡，因為帶有負能量，光速最少能提高一倍。

新時空理論認為廣褒的宇宙空間內，即地球和太陽之間也是充滿著能量體和質量體的非真空。真空只能出現在宇宙的短暫邊界黑洞內。可以說整個宇宙是相連為一體的。地球和太陽是一體的。但是卻因為時空特性而又完全不一樣。

對於宇宙的邊界黑洞是這樣產生的。基於時間的運動性帶來了變化，某兩個能量質量體在同一時間運動到了同一個空間體內，空間被時間扭曲中出現重疊。基於空間的唯一性和排它性，重疊的空間部分立即出現負能量體，併產生同性排斥，形成黑洞。形成的負能量體又和邊界的正能量體異性相吸並結合成質量體。這時黑洞就擴大。物質就產生。

那這個理論又是怎麼樣解釋萬有引力的呢？這個理論一樣不推翻經典力學理論。但有本質的不同。萬有引力認為，引力屬於質量，即質量越大萬有引力越大，而時空理論則剛好相反，即引力越大後帶來的質量變大。時空理論認為物質因時空對立的正反能量形成黑洞，隨後，在黑洞的邊緣因能的相吸引形成能量的聚合體，這就是物質，也就是質量。而因時空重疊產生的負能量體和大部分沒重疊的能量體是不平衡的，新產生的負能量體大大強於非重疊在平衡狀態下的正能量體，因而大量吸引四周能量體直到跟空間排它的負能量達到一定平衡。這種力主要為負能量體。存在於物質的中心。即萬有引力。並決定物體質量的大小。而非因有了質量而產生萬的有引力。同時，物質間因時間的運動性，物質間也是充滿著能量體，現在人稱為暗能量和暗物質，其實它是時間運動性產生的正能量體，而這種狀況決定了各天體的相互吸引又相互獨立。

空間排它性，屬於它的每一個點，並不是有中心的，而運動不停的時間，不斷的要去扭曲空間的維度，充滿其中的能量體和質量體，隨時而又隨機的相互對撞。但是要想兩個能量體能出現空間的重疊產生負能量，兩股能量體就必須要大小相差不大，方向要相反，並結合著質量。只有這樣才能產生黑洞產生物質或天體。而這個居於各物質或天體中心的小黑洞就是各物質或天體的萬有引力。萬有引力為負能量體。根據本理論，天體的中心很可能就是小黑洞。而每次的大的黑洞產生，除了能把四周能量體變成物質外，也能把四周微小黑洞和物質，吸引形成大天體。這時在的大黑洞的吸引下，整個宇宙的填充空間的物質和能量體趨於虛簿。時空的扭曲就會大大減少。這時正負的能量體吸引力減小。大天體因內部黑洞中的負能量體無法平衡而爆炸解體釋放出弱能量體，讓宇宙重新充實。所以宇宙每時每刻都在滅亡和生成，並且在無時無刻的產生邊界(黑洞)，和填充邊界。

所以宇宙沒有始終，它無時無刻都在生成和湮滅。因為空間的排它性產生的負能量體因不斷和正能量體不斷相吸中和，最終負能量體就會小小於正能量體。當中心被同時佔領時就很容易造成新的空間扭曲重疊。形成或強大的負能量體。造成大爆炸或大坍塌。這就是天體的湮滅。

下節，光的形成

所謂真空，在我們理解，那裡就是空無一物的。但在更高層面上理解，真空是一種能量的和諧。電子與反電子相遇，就會瞬間相互淹沒，從而變為真空。

那麼，電子和原子核之間，真的是真空嗎？

在傳統的經典力學中，的確是這麼認為的。在這一理論框架下，打個形象的比喻，如果原子核的直徑有1米，那麼你要走100公里，才能見到電子。而在這100公里範圍內，空無一物。

但在量子力學看來，這並不符合量子的行為。

電子不是沿著固定的軌道，繞著原子核有規律的旋轉。它在旋轉的同時，還會不停地吸收能量，或者放出能量。與此對應的，電子的軌道也變得飄忽不定，此刻他有可能距離原子核很近，但在下一刻卻又出現在“百里之遙”，當你在這等著它的時候，下一刻，它又快落入原子核了。

所以，電子是以“電子雲”的方式繞核旋轉的，在顯微鏡下，它的軌跡就像是一片雲，籠罩著原子核。

但是，你會說，當電子都遠離原子核時，中間不就是真空嗎？

實際上也並非如此，首先路開頭所言，這片虛空之中其實充滿了能量；其次，暗物質組成了我們宇宙的絕大多數重量，但它卻可能以高維的方式隱藏在我們看到的微觀世界之中。所謂的真空，其實還有暗物質的存在呢？

所以，所謂的絕對真空，可能宇宙中甚至都不存在。

原子裡面電子和原子核之間的空間，我們不能簡單地把它和宏觀空間作類比。因為宏觀空間它是平滑和連續的，而微觀的量子空間則是在量子引力的作用下呈現出扭曲的狀態。

根據海森堡的量子不確定性原理，原子中的電子是呈電子雲分佈的，這首先說明我們人類認識的第一種量子"電子”存在的空間是量子空間。但電子並沒有因為原子核的引力落在原子核之上，這又說明電子和原子核之間既存在著量子間的引力，又存在量子間的斥力。兩者之間達到一種平衡的零勢能狀態。(另外原子核也是由量子組成的各種粒子以強力結合而形成的，其內部是更扭曲的量子空間)

環圈量子引力理論認為量子空間由獨立的體積元組成，體積元以普朗克長度的立方為單位(10的負99次方立方厘米)，以氫原子為例:它的長度是0.037nm，換算成體積。那麼氫原子的電子和原子核之間有大約10的85次方個"空間量子″。"空間量子″之微小以至於現代科技手段對它已無法測量。

那麼量子空間是不是就是"空間量子″的簡單堆砌呢？事實沒那麼簡單，量子世界是無限變化和動態的。原子的內部空間是與粒子運動和場能變化共存的。各種粒子的向量變化和自旋都會引起引力變化和能量變遷，從而造成微觀量子空間的扭曲。

1970年英國牛津大學的物理學家彭若斯教授在自旋量變化的基礎上提出了"自旋網路″理論。"自旋網路″以點、線的二維圖形變化來表示體積元的動態變化；以自旋泡沫加時間維度形成的轉折節點"步″來描述量子時間的變化。每進一步 ，自旋網路就會重新排列一次。如此一來，原子量子空間就如同橫面切片一樣，離散而不連續。

因此原子中電子與原子核之間的空間屬於"量子真空″，和宏觀真空的概念是截然不同的。量子真空具有不連續和扭曲的特性。有科學家認為量子真空中蜷縮著細小的高維空間入口，超時距的量子糾纏就發生在高維空間之中，因為自旋上下對應的糾纏粒子對在高維空間中本就是一個粒子。而在我們四維時空中可能呈現為相距遙遠的兩個粒子，這就證明了量子糾纏創造了我們生活其中的"時空″。所以我們宇宙的四維時空可能就是從量子真空中出現的。

到了現代，隨著技術的發展，我們有能力把一個密閉的容器內的氣體大部分都抽出來造成一個低氣壓的密閉空間。

當這個空間內的氣壓低到一定的程度，我們就說是真空狀態，通常在實際工作中，我們都是用壓力錶來取得這個度數。

從前面的分析我們可以看出，我們通常意義上的真空，就是指粒子數很少的，甚至是沒有粒子存在的一個空間，這個空間是我們經驗的、經典的三維平直時空。

其實我們現在都知道，所謂的氣壓其實就是氣體分子熱運動撞擊在容器壁上給容器壁帶來的壓力。很顯然，我們宏觀的這個真空概念是不適合微觀領域的，不能用於測量原子內的真空度。

我們前面討論了，宏觀的真空概念不適用於微觀領域，那麼我們也是需要確認一下，在微觀領域，其真空度可以用單位體積內的粒子數來衡量。如果某個空間內，粒子數非常少，甚至是沒有粒子，我們可以認為那裡就是真空的。

我們現在來看一下原子內的情況。從經典的角度來說，在原子核外，廣袤的空間裡只有一個電子，這麼看過去，好像是原子內大部分地方都應該是真空的。

但實際情況並不如此，我們來看一下氫原子電子雲的影象。別問我為什麼科普人都喜歡用氫原子的影象，不是專業搞科研的，你讓我弄點別的影象我沒有啊。

從氫原子電子雲影象我們可以看出，電子並不是像我們宏觀的行星模型那樣，在自己的軌道上執行。而是以一定的機率，“彌散”在其量子化的空間中。

我們不能說某一時刻電子就在哪，其實它是處在所有可能的位置上。從這個角度來說，氫原子其實是個實心球。

真空，不可能真空的，簡單的來說，還有電子雲嘛。怎麼可能真空了呢？

如果同學們只能回答到這個程度，在今時今日來說，可是不行的哦。題目已經提到了電子，你再整個電子雲，這樣未免太過兒戲，電子和電子雲什麼關係？不就是同一個東西嗎？不能服眾啊。所以，我們得擴充套件一些知識點！

標準粒子模型大體上就是物質的最基本單位原子拆開來，裡面包含費米子及玻色子，費米子就是組成物質的粒子，玻色子負責傳遞各種作用力。

費米子分2大類，48種：

參與強作用的：36種夸克；

參與弱作用、電磁作用的：12種輕子；

質子、中子、介子都是由夸克構成，而輕子指的是電子、中微子、μ子。

玻色子分3大類，13種：

傳遞強作用：8種膠子；

傳遞弱作用：2種W粒子，1種Z粒子；

傳遞電磁作用：1種光子；

根據上面的描述，吃瓜群眾有沒有眼前一亮的感覺，小小的原子裡面，除了原子核和電子，可是相當的熱鬧和擁擠的好不好，怎麼會得出一個真空來呢？

光子作為玻色子，是傳遞電磁相互作用的載體。電子和原子核之間有電磁力作用，光子在電子和質子中運動形成電磁力。

但光子的存在也是有一定條件的，例如，原子處在電磁場中，那麼光子就會穿越其中。而一旦原子中的電子發生了能級躍遷現象，就同時得發射或者吸收能量等於其能級差的光子，這時候，光子也會穿行於原子中。

夸克和電子之間透過希格斯玻色子作用產生了質量，所以電子和原子核之間、電子與電子、原子核和其他原子的原子核之間充斥著希格斯玻色子。

這個粒子，是根據標準模型計算推演出來的，希格斯玻色子是標準粒子模型的最後一塊拼圖，2013年歐洲LHC終於找到了這顆粒子，同時也讓提出這個理論的希格斯本人獲得了一座諾貝爾獎。

原子核發生β衰變時除了會發射或者吸收電子以外，還會發射一箇中微子，所以中微子也可以在原子核和電子雲之間短暫存在。中微子也屬於輕子的一種，它沒有質量和電荷，可以自由穿越物質而不與其發生相互作用，當然也可以在電子和原子核之間穿行。

這個就已經超越了標準粒子模型的範疇，貌似要踏入弦理論的境界了。如果我們不按照愛因斯坦的理論來解釋引力，而把引力的載體也假設為一種量子化載體——一種新的玻色子：引力子，那麼電子和原子核之間，應該也自由穿行著這種玻色子吧。

雖然現在沒有任何實際證據可以證明。

有同學要補充場的概念的話，那也是沒有問題的，所謂真空不空，大抵如此。

先說答案，在原子裡面電子和原子核之間不是絕對真空。因為宇宙中壓根沒有絕對真空。

從字面上理解，絕對真空就是絕對的什麼也沒有的空間，有點類似於閔可夫斯基的純粹空間，下面從空間的概念實質上先來闡明“什麼也沒有並不是空間”的科學認識，排除絕對真空中純粹空間自身的存在；然後再從科學實踐中的“真空不空”來證明不存在絕對真空（物理意義上的）。最後再結合原子來回答原子空間不存在絕對真空的原因。

空間給人空曠的感覺，它是看不見，摸不著的，是不能被人感到但可被人知道的存在，空間的主要特徵就是“空”，“空”也是個物質，如果沒有空間，那連“空”也沒有。人們認為宇宙是有限的，常常說宇宙外面什麼也沒有，有很多人就把空間理解為“什麼也沒有”――絕對真空，把什麼也沒有的宇宙之外理解為就是空間，認為宇宙存在於空間中，空間是一種先驗地幾何存在。這當然是錯誤的：空間的“空”不是什麼也沒有，而恰恰是物質的一種表現，是一種物質形式。宇宙之外的“什麼也沒有”，意思就是連“空”也沒有，是真正地沒有，而空間不是如此。實際上歷代先賢們就一再拒絕作“空間是一無所有的，卻具有物理意義”的假設，特別是“加速度”概念出現以後，因為加速度只能是相對於具有實際物理意義的空間。笛卡爾認為“一無所有的空間是不存在的”，愛因斯坦創立廣義相對論後，意識到笛卡爾的觀點基本上接近真理，他認為：一無所有的空間是不存在的，沒有場的空間是不存在的，時間和空間不能獨立存在，只能作為場的結構性質而存在，而場就是物質。抽取走了場和物質的閔可夫斯基的純粹空間是不存在的。好了，釐清了空間的概念才會很好地回答問題。

真空是一個物理現象，指在給定的空間內低於一個大氣壓的氣體狀態。真空是個相對概念，宇宙太空中空間真空度很高，但也不是沒有一點物質，每立方米含一個氫原子或分子。真空本來指沒有任何實物粒子存在的空間，但正如上面所說，什麼都沒有的空間是不存在的，即絕對真空是不存在的。你把一個空間的氣體都趕跑，會發現經常有基本粒子在真空中出現又消失，無中生有。就像狄拉克認為的那樣，真空是個波動的能量海，當能量高時，轉化為一對對虛的正反電子，當能量低時，一對對虛的正反粒子相互湮滅轉化為能量（光子），量子力學認為真空就是一個量子場系統的基態，即沒有任何場量子被激發的基態，是能量最低的狀態，從這些意義上說，真空不空，沒有絕對“真空”。

咱們先來看看原子裡面原子核和電子之間的空間有多大？原子核由質子和中子組成，原子核的直徑在10^-15米到10^-14米之間，體積只佔原子總體積的幾千億分之一，舉個不太恰當地例子，如果把原子比作一個標準體育場，原子核就是一個小米粒。可見原子之中99.999……%是空隙，其中核外電子以機率雲的形式圍繞在原子核周圍，充滿了整個原子空間。有人說了，核外電子體積比起原子核又小的太多了，且只有幾個、幾十個、幾百個，怎麼能佔滿體育場？這是因為電子具有波粒二象性，電子沒有確定的軌道，整個原子空間可能都去。根據不確定性原理，不能同時確定它的速度和位置，只能用小黑點的疏密去形象表示空間各電子出現機率大小，這種圖形就是電子雲。從圖中看出，可以認為電子充滿了整個原子空間，另外按照波爾模型，原子空間是分能層的，有著實際物理意義上的空間結構。從這些物理意義上說，原子裡面電子和原子核之間的“廣大”空間不是絕對真空。綜合上面對空間和真空實質上的討論，原子裡面電子和原子核之間絕不是絕對真空，不論是數學概念上的，還是物理概念上的。

提到真空，首先想到的是幾百年前人們對於空氣的認識。記得有一張照片，一個一人高的大球。實際上是由兩個半球組成的。該球被抽出部分大氣後，由兩匹馬反方向拽著，卻無法拉開。於是，人們認識到空間存在著空氣，即聚集著無數個離散的氣體分子如氧分子和氮分子等。

在現實世界中，絕對的無和無窮大都是沒有物理意義的，因而也是不存在的。它們僅只是抽象的哲學概念。

因而，在自然界中，不存在絕對的無，即所謂真空不空。魚的空間是水，鳥的空間是空氣，各種基本粒子的空間則是由不可再分的最小粒子——量子構成的量子空間。

所謂物質，僅只是由高能量子組成的封閉體系。類似於我們前面列舉的兩個半球，原子是靠電子的高速運動所產生的遮蔽效應，藉助於量子空間的壓強（空間量子的能量密度）而形成的。

因此，如果絕對真空，是相對於物質而言的，那麼答案是肯定的。在原子內部，除了高速運動的電子以及體積極小的原子核外，其絕大部分空間都是“空”的。如果我們把原子的體積放大到地球的尺寸，其中所含電子和質子的體積不超過一個Golf球的大小。

然而，在原子中並非空無一物，其中充滿著離散的量子即不可再分的最小粒子，否則的話，作為封閉體系的原子就無從遮蔽或無以抵抗外界量子空間的壓強了。

總之，原子是藉助於其內外部量子空間的壓差而形成的封閉體系。因而，在原子內部的絕大部分空間充滿著離散的量子。只是，由於電子的高速運動，使原子中的量子密度略小於其外部的量子空間。由此產生的壓差就是形成原子的勢能，其具體的物理機制是原子內外部空間量子的不對稱碰撞。

關於這個問題，我們要先把“真空”的定義講清楚。

對於大多數人來說，所謂的“真空”是指不存在任何物質的空間狀態。我們也可以理解成是一定區域內的氣壓遠遠小於大氣壓。

關於這種定義，我要簡單說一下，在這種頂一下的“真空”，實際上，絕對真空是不可能存在的，即使是外太空都不是絕對的真空，而認為抽真空也沒辦法實現絕對的真空。

那接下來，我們說一說原子內電子和原子核之間的是不是存在絕對的真空。一般來說，我們看到的原子模型都是這樣的：

不過，後來隨著量子力學的發展，科學家發現核外的電子並沒有所謂的預定軌道，它並不像行星和太陽系之間的關係，電子在原子核外是呈現電子雲的狀態，意思是，電子的位置是隨機的，連它自己都不知道下一刻會出現在哪，我們只能用機率來描述電子出現的可能性。

其次，其實原子核特別小，原子有一個足球場那麼大，而原子核可能只有一隻螞蟻那麼大。而電子目前大多數科學家認為，電子是沒有體積，目前在10^-18米尺度下沒有得到電子的體積，因此，原子內部大部分都是空心的。

答案很簡單，其實並不是。

原子核和電子之間非但不是真空，相反其實特別熱鬧。想要了解這個，我們就要從粒子物理標準模型說起。

科學家透過粒子物理標準模型統一了四大作用力中的強相互作用，弱相互作用和電磁相互作用。

而這三種作用其實都在亞原子層面都有存在。

首先，我們可以都知道電子是帶一個單位負電的，而原子是帶正電的。因此，電子和原子核之間就有電磁相互作用，而傳遞電磁相互作用的是光子。因此，在電子和原子核之間，是存在光子以運動的形式在傳遞電磁作用。甚至是電子在發生能級躍遷時，也會吸收或者放出光子，而這些光子的方向是隨機，就有一定的機率穿過整個原子。因此，至少在電子和原子核周圍是會存在光子的。

其次，還有存在一種被人叫做“上帝粒子”的希格斯玻色子。整個粒子其實是負責質量的，它廣泛存在與整個空間當中，無論是電子、原子核都會受到希格斯玻色子的影響。電子和原子核由於透過希格斯場被減速下來，因此才獲得了自身的質量。

除此光子、希格斯玻色子，還有可能會有中微子。在粒子物理標準模型中，中微子是一種輕子。由於它很難和物質反應，所以中微子穿透力極其強大，質量還特別小。我們的身體時時刻刻都有中微子穿透，但我們根本感覺不到，大概是每秒鐘會有1000萬億個中微子穿過一個人的身體。

那這些中微子都是哪裡來的呢？

穿過地球人類的中子絕大多數來自於太陽，太陽的核心正在發生核聚變反應，只要有質子-質子反應和碳氮氧迴圈反應，在反應過程之，氫發生核聚變融合成一個氦-4。在這個過程中會釋放出大量的中微子。

而中微子的出現本質上其實和弱力是有關係的，這其實就和β衰變有關。如果是“正β衰變”，核內的一個質子會轉變為中子，同時釋放出一個正電子和中微子。如果是“負β衰變”，核內的一箇中子會變成質子，同時釋放一個電子和一個反中微子。

在這個弱力的作用下，不僅有中微子，還有電子。所有，還有一定的可能性就是，原子核和電子之間會出現反中微子和正電子。

所以，電子和原子核之間並不存在絕對的真空，相反其實很熱鬧，其實存在著光子，電子，中微子，希格斯玻色子。

而且我再補充一點，實際上，根據量子力學，“真空”其實也不是一無所未有，實際上，真空是不空的，存在這量子漲落，會有虛電子對產生。根據狄拉克方程，真空其實就是量子場系統的基態，意思是能量最低的狀態。所以，真空其實不空。

首先，絕對真空是不可能存在的，即使是外太空都不是絕對的真空，而認為抽真空也沒辦法實現絕對的真空。

一般來說，我們看到的原子模型都是這樣的：

隨著量子力學的發展，科學家發現核外的電子並沒有所謂的預定軌道，它並不像行星和太陽系之間的關係，電子在原子核外是呈現電子雲的狀態，意思是，電子的位置是隨機的，連它自己都不知道下一刻會出現在哪，我們只能用機率來描述電子出現的可能性。

而且原子核特別小，原子有一個足球場那麼大，而原子核可能只有一隻螞蟻那麼大。而電子目前大多數科學家認為，電子是沒有體積，目前在10^-18米尺度下沒有得到電子的體積，因此，原子內部大部分都是空心的。

並且根據量子力學，“真空”其實也不是一無所未有，實際上，真空是不空的，存在這量子漲落，會有虛電子對產生。根據狄拉克方程，真空其實就是量子場系統的基態，意思是能量最低的狀態。所以，真空其實不空。

所以，電子和原子核之間並不存在絕對的真空

真就是真空，不應講相對與絕對的吧？宇宙內任地方都沒真空，只有出了宇宙溫度低於絕對O度才叫真空，目前說宇宙背景溫度高於絕對0度2，7K度。溫度就是能量，是變相物質。

人們在探討物質本質的時侯，常要提到真空，認為真空就是沒有任何物質的狀態，但進而又陷入另一個怪圈：真空或空間是什麼？

實際上，真空是指沒有質量物質和能量物質的狀態。但由於基本物質的量子特性，空間中質量物質和能量物質不可能絕對不存在，因此才有真空度的表徵方法，真空度不能為零，故不存在絕對真空。電子與原子核之間是能量態。

本質上空間也是物質，是量子磚堆積起來的，如果完全真空，則空間將不存在，物質進入全新狀態。