再看红蓝光子(不是红蓝线)问题,以地球为例,假定这是引力场的方向,验证一下是不是,
一个光子从地面射向太空,在地面的频率如果是,在高空某处是
,那么它的能量变化量为,
光子向上发射的过程需要克服重力势能,结果能量会减小,
频率会下降,所以一个蓝色的光子会逐渐变成一个红色的光子,这叫引力红移。现在我们需要找出这个频率下降的方向和绿色箭头方向是什么关系(同向还是反向)。
一个光子之所以为光子,它首先是不受电磁影响的,或者说只能受到极强的电磁影响。而物质皆带有电磁属性,不受影响最大的可能性在于其内部就实现了电磁平衡。就像我们知道正负电子可以湮灭为光子。那么它最有可能就是两个电子形成双螺旋的结构,各自充当对方的磁感线,这样就能形成类似于DNA的双螺旋结构。这两条旋线是顺着或者反着引力场的方向发出的。这就说明两条旋线的增长方向和红蓝线的方向是正交的。而其它物质,因为总是和环境中的红蓝线发生关系,自身的电磁不能平衡,所以达不到光速。
正如电梯从高空自由下落,电梯里面的人不会感觉自己在引力场之中,那么光子垂直于引力场射出,也可以认为其速度从来没有改变过,显然光速不会改变,但是为什么电梯的速度会改变。一种是人和电梯的相对速度不变,一种是光速始终不变,两者到底是什么关系。
如果倒放电梯的运动过程,则电梯从地面到高空,速度越来越慢,倒放电梯运动过程和光子向上射出的过程是同向的。电梯相对速度越来越慢,可对比于光子的频率越来越低。具体来说,
令,
显然不可能等于0,不然无法实现上抛。但我们坚持让它等于0,这时候,
则,
也就是说,作为动能,0初速度上抛到高空的某个位置,其动能为负,其相反数为正,由此引入虚数单位,
同时,如果光子的出发频率,其周期也为
,
根据,
到高空同一位置的频率,也必须符合,
将其调整为周期,
并列两种情况,
当频率为虚数单位,频率和周期还有如下关系,
代入,
在同一个时间点,两者的能量对时间的导数,就呈现出频率上的相关性,
把光子当成上抛的物体,
对其进行积分,
这个形式符合光子随着位置升高频率减小的情况。而光子的频率在这个过程中应当被认为是不变的,那么能量的减小,就只能来自于的增大了。频率不变,
越大能量越小;但频率不能改变,
不管怎么变化能量也不会变化。所以随着
的增大能量的减小应当对应于空间中其它光子能量的增大,也就是其它光子频率的增大,也就是其它光子周期的减小。在垂直红蓝线的方向上,其它光子周期的减小,就对应于红蓝线之间的间距的加大。这就验证了最初的想法,引力场的方向是红蓝线间距缩小的方向。
这些来来回回的大小比较,实际上是因为没有基准。一个光子到底是红的还是蓝的,是没有定论的,虽然你可以说它的频率,但是频率也必须基于某种标准,可是什么才能作为标准?在地面上我们有一秒的时间长度,而这个长度仅仅是一天的1/86400,而一天是一年的1/365.24,也就是地球绕太阳公转的周期,才是最终的时间单位。我们哪怕用原子钟来计时,而整个地球的时间节律都发生变化的话,那么原子钟也保证不了它是没有随之变化的。
所以实际上我们定基准的方式就是按照大多数来定,比如我们假定地面上的一米和高空的一米是一样长的(虽然根本没有保证),地面上的一秒和高空的一秒也是一样长的,然后才能说,光子从蓝色变成了红色。但实际上很可能光子根本没有频率变化的理由(正交于红蓝线),而只是时空中的一米和一秒发生了变化。当然这就是广义相对论解决的问题。
既然高空中的参考光子的频率更高,那么对应的,参考物质的能量也会更高,所以同样物质数量的实际质量和能量都更高,若这些物质或者光在距离地面很高的地方可以保持不下落,那么那些物质和光一定是高能量高频率的。而这种高,可能是我们用方程无法写出的,如果一定写出,那就只能算在相对速度里面,但如果其绝对速度是由更大的频率作为基础,那么我们计算的能量也很可能是完全不对的。
再回到红蓝线的密度问题。在光子上升的过程中,光子的颜色或者说频率是没有变化的理由的,但是颜色却变了。这只能说明在不同的高度上有不同的时间的流逝速率,而不同的高度的对应物或者场只由红蓝线构成,差别只有红蓝线的间隔或者密度,那么有理由认为红蓝线的间隔或者密度就是那个层次上的时间流逝的速率(或者其倒数),然而穿过红蓝线的光子的频率却并不受到红蓝线密度的影响,这就说明正交于红蓝线的方向上这个流逝速率并无意义。剩下的就是平行于红蓝线的的时间流逝速率。仍然拿着光子的频率不变作为衡量,在地面上蓝色的光子到高空变成红色,蓝色的频率更高,周期更小,红色的频率更低周期更大。那么如果这两个周期实际上是一样的,则地面上的空间周期也就是单位时间更长,高空中的空间周期也就是单位时间更短,即地面上的时间流逝更慢。这一点和广义相对论相符,但要计算到底差多少,目前这个方法不知道是否可以达到这种精度或者水平。