運(yùn)動質(zhì)量激發(fā)磁效應(yīng)的理論探索

鄭 鑫

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運(yùn)動質(zhì)量激發(fā)磁效應(yīng)的理論探索

鄭 鑫*

(江南大學(xué) 物理系, 江蘇 無錫, 214000)

為了探討運(yùn)動質(zhì)量產(chǎn)生磁效應(yīng)的原由和兩者間的數(shù)學(xué)關(guān)系, 本文提出了若干假設(shè), 即假設(shè)運(yùn)動著的引力勢的導(dǎo)數(shù)跟它感應(yīng)出的磁場間存在著一定的關(guān)系, 給出了引力磁場的方程, 得到了運(yùn)動著的引力勢感應(yīng)產(chǎn)生磁場的定量結(jié)果, 從而將引力勢和引力磁場統(tǒng)一起來. 文章特別討論了自轉(zhuǎn)質(zhì)量產(chǎn)生的磁效應(yīng), 并應(yīng)用該理論對地球高空磁層中的若干現(xiàn)象進(jìn)行了解釋, 得出了理論與觀測結(jié)果相符合的結(jié)論. 在結(jié)語中, 文章還闡述了理論和實驗?zāi)軌蛲卣沟姆较蚝颓熬? .

引力勢; 感應(yīng); 磁場; 旋轉(zhuǎn)源; 地磁場

運(yùn)動質(zhì)量能否產(chǎn)生磁效應(yīng)？若能夠, 兩者之間的關(guān)系是什么？科學(xué)家對此問題進(jìn)行過許多探索. 1947年, 科學(xué)家布萊克特為了解釋地球磁場的起源提出過旋轉(zhuǎn)體效應(yīng)學(xué)說, 認(rèn)為具有角動量的旋轉(zhuǎn)物體都會產(chǎn)生磁矩, 但由于沒有找到兩者間正確的數(shù)學(xué)關(guān)系, 且該理論與觀測量不符, 隨即被提出者本人否定. 直至2006年, 由歐洲航天局資助的科學(xué)家Tajmar和de Matos以及他們的同事才通過實驗證實旋轉(zhuǎn)的質(zhì)量能夠感應(yīng)出磁場[1—2], 但至今尚未在理論上見到令人滿意的答案. 本文試就這一問題, 并仿照文獻(xiàn)[3]中的方法, 提出一種新的理論框架, 并用它對地球高空磁層中一些現(xiàn)象進(jìn)行了驗證.

1 引力場激發(fā)磁場和它們的一致性

設(shè)有一參考系, 在其中建立右手三維直角坐標(biāo)系, 坐標(biāo)原點(diǎn)為, 三條坐標(biāo)軸分別為、、.常數(shù)標(biāo)量勢(即真空勢)0在其中為靜態(tài)[4]. 設(shè)引力源為一質(zhì)點(diǎn), 當(dāng)它在系中運(yùn)動時, 在空間某一點(diǎn), 質(zhì)點(diǎn)的推遲引力標(biāo)勢1被該質(zhì)點(diǎn)拖曳, 在該空間點(diǎn)以速度V運(yùn)動, 速度方向平行軸, 參照在文獻(xiàn)[3]中的論述, 假設(shè)它產(chǎn)生如下引磁分量:

運(yùn)動著的勢1將激發(fā)磁場, 它有磁場分量[3—7]:

H、H、H分別為系中被激發(fā)磁場的、、分量.

用以下方程將它們統(tǒng)一起來:

2 自轉(zhuǎn)引力源激發(fā)磁場

計算式(4), 得到:

3 用引力磁場理論對地磁現(xiàn)象的一些解釋

3.1 關(guān)于地球磁層的中性片

3.2 關(guān)于地球兩極上空磁場最強(qiáng)的問題

3.3 在地球南北半球上空, 磁力線的朝向問題

在地球北半球上空, 高空磁層的磁力線向著地球; 在南半球上空, 磁力線離開地球[9]. 在方程(9)中,北半球上空＞0,H為負(fù), 即磁力線指向地球(設(shè)為正); 在南半球上空＜0,H為正, 即磁力線離開地球. 這與實驗觀測也是一致的.

4 結(jié)語

在2006年, 國外科學(xué)家已通過實驗證實, 高速旋轉(zhuǎn)的質(zhì)量能感應(yīng)出磁場[1—2], 本文試著推導(dǎo)給出了與地球高空磁場相符的結(jié)果, 希望能有更多相關(guān)研究和實驗使得理論得到定量驗證. 另外, 運(yùn)動(轉(zhuǎn)動)的磁場可能也會產(chǎn)生引力. 更進(jìn)一步, 運(yùn)動著的質(zhì)量也可能產(chǎn)生電場, 運(yùn)動著的電場也可能產(chǎn)生引力. 若能在實驗中證實以上幾點(diǎn), 相信實現(xiàn)建立統(tǒng)一場論的夢想, 為時不會太遠(yuǎn).

[1] European Space Agency. Towards a new test of general relativity?[DB/OL]. http://www.physorg.com/news 12054. html, March 23, 2006

[2] 教育部科技發(fā)展中心. 科學(xué)家檢驗廣義相對論[DB/OL]. http://www.cutech.edu.cn, 2006-03-27

[3] 鄭鑫. 慣性力和電磁力的統(tǒng)一[J]. 重慶文理學(xué)院學(xué)報, 2013, 32(3): 21—23.

[4] 鄭鑫. 從常數(shù)標(biāo)量勢討論慣性的本質(zhì)[J]. 湘潭大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報, 2004, 26(2): 33—36.

[5] P G 柏格曼. 相對論引論[M]. 北京: 人民教育出版社, 1961: 107—121.

[6] 愛因斯坦. 論動體的電動力學(xué)[A]. 愛因斯坦文集[C]. 北京: 商務(wù)印書館, 2010, 92—126.

[7] 劉遼, 費(fèi)?？? 張允中. 狹義相對論[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 2008.

[8] 鄭鑫. 從旋轉(zhuǎn)引力源討論暗物質(zhì)與暗能量[J]. 長沙大學(xué)學(xué)報, 2007, 21(5): 5—7.

[9] 洪韻芳. 天文愛好者手冊[M]. 成都: 四川辭書出版社, 1997: 19—20.

The theoretical explore of moving mass produce a magnetic field

ZHENG Xin

(Department of Physics, Jiangnan University, Wuxi 214000, China)

In order to explore the reason of moving mass produce magnetic effects, and the mathematical between them, this paper presents some assumptions. Assuming that there is a certain relationship between the derivative of the moving gravitational potential and the induced magnetic field, which gives the gravitomagnetic field equation, and obtains the quantitative results of the moving gravitational potential induced a magnetic field, then unifies the magnetic field and the gravitational potential. The article discusses the magnetic effect produced by rotating mass, and verifies several phenomena in the Earth’s magnetosphere applying the theory, and obtains the conclusion that the theoretical and the observational results are consistent. This article also describes the expanded the direction and prospects of the theory and experiment.

gravitional potential; induction; magnetic field; rotating source; Earth magnetic field.

O 412

1672-6146(2014)01-0007-03

10.3969/j.issn.1672-6146.2014.01.003

通訊作者email: zhengxin6622@163.com.

2013-12-22

(責(zé)任編校:劉剛毅)