关于质量时变问题的讨论
关于质量时变问题的讨论
在经典力学中，质量守恒定律是基本定律之一，它表明在一个封闭系统中，物质的总质量不会随时间而改变。然而，随着物理学的发展，科学家们发现质量守恒定律并不适用于所有系统或情况。本文将探讨质量时变的可能性及其对理解宇宙膨胀、暗物质、暗能量等重大物理问题的启示。
在经典力学中，质量守恒定律是基本定律之一，它表明在一个封闭系统中，物质的总质量不会随时间而改变。质量守恒定律虽然是一个非常重要的自然定律，但它并不适用于所有系统或情况。在物理变化、开放系统、宇宙尺度以及相对论效应等情况下，质量守恒定律可能不再适用或需要更复杂的表述和解释。
20世纪初以来，发现高速运动物体的质量随其运动速度而变化，当能量守恒定律成立（要求该力学系具有时间平移不变性）时，质量守恒定律则往往不成立。又发现实物和场可以互相转化，因而应按质能关系考虑场的质量。质能关系表明物体的质量是它所含能量的量度。质量概念的发展使质量守恒定律也有了新的发展，质量守恒和能量守恒两条定律通过质能关系合并为一条质能守恒定律，反映了物质和运动的统一性。从最基本物理量的物理关系来说，如果物体自身质量(能量)不断地向时空及引力场形态转化，则物体自身将出现质量(能量)时变。
物质粒子辐射空间本底量子新概念及质量时变关系，视物质粒子为一个开放系统，把作为宇宙本原的物质粒子和时空(引力场)动态地统一起来，从根本上揭示和描述物质世界的演化。观测发现地球质量衰减和地球膨胀、地月引力减弱和月球远离、宇宙膨胀及加速膨胀，以及星系旋转曲线，如今看来都可以视为物体自身质量时变的例证。
武向平院士说：“19世纪末出现在物理学上空的两朵乌云，催生了相对论和量子力学。如今暗物质和暗能量这两朵新的乌云，将带来一场新的物理学革命。今天我们脑海里一个固有的东西可能或者一定是错的，也许质量会变，也许引力常数会变，也许光速会被超越。”
图1：宇宙膨胀随时间的变化关系(De Sitter 宇宙和弗里德曼方程在宇宙学常数居于主导地位
情况下 ，其宇宙尺度随时间呈e指数增长，同于质量时变推得宇宙膨胀及加速膨胀结果。)
1）物质粒子质量真的随时间衰减吗？
对此可以反问：物质粒子质量真的恒久不变吗？面对大尺度时空，孤立静止片面地认为物质粒子质量恒定其实也属于一种假设。受测量精度和方法所限虽然短期内难以直接测到质量时变，但长期来看则有迹可循。透过经典力学视物质粒子质量恒定这种表象，从物质粒子自身质量时变的开放系统视角能够发现更多的物理联系和系统地解决许多根本性问题，包括由质量恒定带来的一些问题，既保持了原有物理规律不变，又能探究其物理机制。结合万有引力定律与哈勃定律可以推得和具体确定质量时变关系，自然地解释了暗能量和暗物质现象，所作的一些推测得到了相应检验证据支持。
2）有哪些类比似乎能联想到物质粒子质量衰减？
根据E=Mc2=hυ，物质粒子质量和能量与振荡密切相关，从深入分析其内在机制上，能够很自然地推得和构建质量时变关系。从能量趋于平衡与均分来看，物质粒子的能量必然要向场能量转移。类比于加速电荷产生电磁辐射，物质粒子内在周期性加速运动伴随空间本底量子辐射。或类似于霍金辐射，真空不断地产生虚粒子对，其中一个进入黑洞使黑洞质量减小，另一个逃逸远离则相当于发射。广义相对论物体质量导致时空弯曲、物体处于某种加速状态将以光速c辐射引力波形成时空涟漪（微观粒子方面亦应类同）、高于绝对零度的物体存在着热辐射、热力学第二定律的熵增和显示出时间箭头，以及光照度图景与放射性物质衰变规律等都可供比较和参照。
3）如果物质粒子质量随时间衰减，那经过极长时间后，质量不就趋近于零吗？
这里，质量时变只是定域于能够观测到的时空范围，不宜无限地外推。也许宇宙达到某种状态，粒子质量随时间衰减也可能反转变为"**质量随时间按M=MoeHot增大"[详见唐孝威院士论文：基本粒子演化假说和河外星系红移解释.《复旦大学学报》]**及空间回缩呢。宇宙膨胀和现阶段物质能量从高密度向低密度扩散、温度或热量自高向低传递、时间从过去流向未来以及孤立系统的熵增加都是自发的过程，这些自发过程在极遥远的将来是否一直延续下去，还有待于将来更深入地研究发现。
4）一些粒子，例如电子的质量都是一样的，如果物质粒子质量随时间而变化，那么在不同时期产生的电子质量可能有所不同，但观测上怎么没发现这种情况？
其实，这可能也正好说明质量时变关系的普遍性以及宇宙中所有物质及其物质体系在深层本质上均处于统一演化之中，由此解决宇宙膨胀及加速膨胀与星系旋转曲线等一系列疑难，为统一揭示物质粒子的波动性、惯性、时间之矢、空间本底和引力场的起源以及宇宙与天体系统膨胀演化的自然机制提供了一种全新的系统性认识。
5）空间本底量子与光子有何异同？
空间本底量子能量hHo，是宇宙基本的能量子，与物质粒子内在的周期性因素相生相伴，形成时间之矢和宇宙空间本底。物质粒子不断地辐射空间本底量子导致粒子自身质量和能量衰减，并形成康普顿波和德布罗意物质波以及光子的波动性。光子能量和性能多种多样，通常来源于原子（分子或离子）体系在不同能量状态间的跃迁、带电粒子加速运动产生的电磁辐射以及所有高于绝对零度物体发出的热辐射。空间本底量子即是本底引力子，亦是构成光子的基本量子，在某种意义上或可视为最低能态的光子。