星球引力場周圍的時間和空間

賀衛(wèi)國

（沁陽電建公司，河南 沁陽 454550）

星球引力場周圍的不同范圍內(nèi)的時間和空間是不一樣的，廣義相對論也證明了這一點(diǎn)。

在距離地球r1的地方放置一個質(zhì)量為m1物體，其引力位能為：w1，把它放置在距離地球為r2的地方，其中r1＞r2，根據(jù)引力位能公式可知，在距離地球更近的r2處該物體的引力位能變小。引力位能為能量的一種，根據(jù)質(zhì)能聯(lián)系方程可得，有多大能量就有多大引力質(zhì)量，所以處在不同引力場空間的相同物體的引力質(zhì)量的值是不同的，但是在各自的空間觀測到的處在各自空間里的相同物體的引力質(zhì)量值是相同的。所以在r1處可觀測到，在r2處時的物體引力質(zhì)量值小于r1處在時同個物體的引力質(zhì)量值。把質(zhì)量為m2的物體由r1處放置到處r2，在r1處觀測到，在r2處時的那個物體引力質(zhì)量的值設(shè)為m2，在r2處時的那個物體引力位能為：，在r2處時的那個物體虧損的引力質(zhì)量為：

上面所講的質(zhì)量為物體的靜止質(zhì)量，同時也是物體的引力質(zhì)量，r1處可觀測到，同一個物體處在在r2處和r1處的引力質(zhì)量關(guān)系為：

上面的那個公式內(nèi)容也可理解為，在r2處觀測到，r2處一物體的質(zhì)量為m1，在r1處觀測到這個物體的質(zhì)量為

由質(zhì)能聯(lián)系方程可知，有多大質(zhì)量就有多大能量，質(zhì)量等價于能量，根據(jù)這個和公式（2）可得，在r2處存在一物體的能量為w2，在r1處觀測到這個物體的能量為：

如果這個物體為光子，它的能量等于hr，h為普朗克常數(shù)，在各個空間不變。光子的能量正比于光子的頻率r，所以可得，在r2處一個光子頻率為r，在r1處觀測到這個光子的頻率為：

在r2處和r1處各放置一個銫原子鐘，銫原子鐘的一秒為銫－133原子的兩個超精細(xì)能級之間躍遷所對應(yīng)的輻射的9192631770個周期的持續(xù)的時間。在各自的引力場空間觀測到的銫原子兩個能級躍遷所輻射的光子頻率為9192631770Hz，根據(jù)公式（3）可得，在r1處觀測到，r2處的銫原子的光子頻率為r1處的銫原子的光子頻率的］倍。光子的頻率等于一秒的時間內(nèi)通過一確定的空間點(diǎn)的完整波的個數(shù)，在r1處觀測到，在r1處的一秒的時間內(nèi)，r2處的銫原子所輻射的光子通過一空間點(diǎn)的完整波的個數(shù)為］，所以在r1處觀測到，該光子的9192631770個完整波通過那個空間點(diǎn)所用的時間，為1s，上式中s為時間單位秒。也就是說，在

r1處 觀 測 到 ，r2處 的 一 秒 為 r1處 一 秒 的 1］倍。在r2處存在一時間t，在r1處觀測到的時間為：

設(shè)r1為無窮大，在無窮遠(yuǎn)的r1處觀測到的時間為：

在r2處存在著一個質(zhì)量很大的一個物體和一個質(zhì)量較小的物體，兩個物體的距離為r，兩個物體的質(zhì)量分別為m和m1。兩個物體存在著萬有引力，較小的物體的引力位能為:，上式中G為萬有引力常數(shù)，在兩個空間的值是相同的。根據(jù)上面得出的兩個空間的能量關(guān)系可得，在r1處觀測到的兩個物體的引力位能為：w′＝-Gm′m′1

在r2處存在著一個平板電容器，極板內(nèi)表面的面積為s1，兩極板內(nèi)表面的間隔距離為d1，兩極板內(nèi)表面所帶電量分別為+Q1和-Q1，電荷分布在內(nèi)表面，其面密度為σ1。

0 1

的值都相等。這個電容器的電容為：C＝Q1＝ε0s11u d

1 1

當(dāng)在電容器中通過電荷值為q1的電荷時，電荷所做的功為w′＝u1q＝d1Q1q1，根據(jù)r處和無窮遠(yuǎn)處的r處的能量關(guān)系可得，在r處觀

1ε s211

0 1

測的電荷通過電容器時所做的功為：w＝dQq＝d1Q1q1

（ c2r2

），

ε0S ε0s1c2r2+GM

在r1處觀測到：d＝ （c2r

c+

2rG2

M ）d1，s＝ （c2r

c+

2rG2M）

2

s1，把這兩個值代人

22

公式w，并計算這個式子得：Q＝ （c2r

c+

2rG2

M ）Q1，q＝ （c2r

c+

2rG2

M ）q122

怎樣解釋上面的現(xiàn)象。電子之所以存在著電荷，就是由于它是由很小的不知名的粒子，有順序地構(gòu)成的，這些微小粒子存在著質(zhì)量，這些質(zhì)量的存在決定了電子擁有電荷和擁有電荷的多少。這個質(zhì)量我們叫做電子的電場作用力質(zhì)量，在不同的引力場中引力能改變電子的電場作用力質(zhì)量，從而使得電子的電荷在不同的引力場中得到改變。以電子運(yùn)動產(chǎn)生的增加的質(zhì)量，這個質(zhì)量不是電子的電場作用力質(zhì)量，電子的運(yùn)動，不能使得電子的電場引力質(zhì)量得到增加，所以電子在運(yùn)動情況下，不能使得電子的電荷得到增加。

在無窮遠(yuǎn)處的r1處觀測到，由上面的電荷和距離公式可得，Q＝，把這三個值代人在r1處觀測到的電容器的電場和電位差及電容的公式，可得出它們的值，它們的值為：

回路中由于自身電流產(chǎn)生的磁通量發(fā)生變化而在自己回路中激起感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象稱為自感現(xiàn)象，相應(yīng)的電動勢稱為自感電動勢。在r處的自感電動勢和自感系數(shù)的關(guān)系為：，自感電動勢

2除以電流變化率，就等于回路的線圈的自感系數(shù)。假設(shè)在t時間內(nèi)電流由I1變?yōu)镮2，電流變化率為。在r2處，在t2時間內(nèi)，在一穏恒電路中通過的電荷量為Q2，電荷量Q2除以時間t2所得的值，恰好等于I2，所以 I2的值為：I2＝ Q2

t2

在無窮遠(yuǎn)處的r1處，根據(jù)兩處的時間關(guān)系式和電荷關(guān)系式可得：

用和計算I′2一樣的方法可計算出I′1的值，它的值為：

利用上面這些值可計算出在r1處觀測到的電流變化率為I′＝，r r自感電動勢和電位差為一類的事物，在1處和2處的電位差相等，所以在r1處觀測到的自感電動勢為ε＝ε′，自感系數(shù)等于自感電動勢除以電流變化率，在無窮遠(yuǎn)處的r1處觀測到的自感系數(shù)為：

在處r2一震蕩電路的周期由下式?jīng)Q定，T＝2π L1C1■ ，在在無窮遠(yuǎn)處的r處觀測到的周期為

1，這個所得是將L和C的值代入上式所計算出的結(jié)果，這個結(jié)果和觀察到的一致，廣義相對論無法詳細(xì)地解釋這個現(xiàn)象，但我們的理論卻能解釋，這從而又一次證明了我們的理論的是正確的。

［1］鄭慶璋，崔世治.相對論與時空[M].山西科學(xué)技術(shù)出版社，2003：238.

［2］梁紹榮，池?zé)o量，楊敬明.波動光學(xué)與近代物理[M].北京師范大學(xué)出版社，1988:191-194.

［3］梁紹榮，池?zé)o量，楊敬明.電磁學(xué)[M].北京師范大學(xué)出版社，1988，15，77-80,258-260，344.