對(duì)萬有引力、能量守恒及宇宙膨脹等科學(xué)現(xiàn)象的解釋

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目前科學(xué)中對(duì)萬有引力、能量守恒及宇宙膨脹等現(xiàn)象，雖然有描述、公式等，但是對(duì)本身的解釋卻極少或沒有，所以我們有必要探討、解釋這些重要的科學(xué)現(xiàn)象。

一、萬有引力公式及庫(kù)倫定律的解釋

兩個(gè)可看作質(zhì)點(diǎn)的物體之間的萬有引力，可以用牛頓引力公式計(jì)算：F=GM1M2/R2，即引力等于引力常量乘以兩物體質(zhì)量的乘積除以它們距離的平方。但牛頓沒有解釋為什么，通過開普勒三大定律推導(dǎo)，也是基于觀察基礎(chǔ)上。愛因斯坦相對(duì)論認(rèn)為，物體之間的萬有引力是時(shí)空彎曲的表現(xiàn)，物質(zhì)的存在使得它周圍的時(shí)空發(fā)生彎曲，而物體在彎曲的時(shí)空中沿測(cè)地線運(yùn)動(dòng)，就自然地表現(xiàn)為相互吸引。萬有引力是質(zhì)量的特征，與質(zhì)量正相關(guān)容易理解，除以它們距離的平方?jīng)]有解釋，也難以理解。而實(shí)際上，引力向四周通過引力波光速發(fā)散。引力的發(fā)散以質(zhì)點(diǎn)為中心，呈球面發(fā)散，引力顯示出如光波向外發(fā)散時(shí)能量是守恒的類似的性質(zhì)，所以球面上一點(diǎn)的引力要除以球面面積4πR2，從而在使R2在引力公式中出現(xiàn)。

庫(kù)侖定律(F=KQ1Q2/R2)的解釋以此類推。

二、能量守恒應(yīng)該修改為質(zhì)量和能量守恒

能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，只能從一個(gè)物體傳遞給另一個(gè)物體，而且能量的形式也可以互相轉(zhuǎn)換。這就是人們對(duì)能量的總結(jié)，稱為能量守恒定律。但根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程E=MC2，質(zhì)量可以轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰?，太?yáng)通過核聚變減少質(zhì)量產(chǎn)生能量。E=MC2可推出M=E/C2，說明能量可能通過某種方式也轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)量。所以能量守恒應(yīng)該改為質(zhì)量和能量守恒：質(zhì)量和能量可以以E=MC2或M=E/C2互相轉(zhuǎn)換，但總量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失。

三、宇宙膨脹

天文觀測(cè)到：所有星云都在彼此互相遠(yuǎn)離，而且離得越遠(yuǎn)，離去的速度越快，整個(gè)宇宙在不斷膨脹。宇宙大爆炸認(rèn)為：宇宙最初是由一個(gè)體積之小、能量和質(zhì)量密度之大均難以想象的“粒子”突然爆炸，擴(kuò)展開來，向四處噴發(fā)出放射線，后來凝固成質(zhì)點(diǎn)，經(jīng)過約137億年的發(fā)展變化而成了這個(gè)樣子。弗里德曼還建立了三種宇宙演變模型。我們知道，所有的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)，一定受到力或慣性支配。宇宙受到大爆炸能量的斥力，也受到宇宙邊緣的真空吸力，當(dāng)然也受到引力的影響，所以星系運(yùn)動(dòng)是合力作用的表現(xiàn)。推測(cè)能量斥力時(shí)，可以把能量通過M=E/C2看成物質(zhì)，計(jì)算此時(shí)的引力，斥力則與此引力大小相等，方向相反，即通過質(zhì)能方程E=MC2和引力公式F=GM1M2/R2推導(dǎo)能量與物質(zhì)或能量之間的斥力公式：F=GE1M2/C2=GE1E2/C4。宇宙應(yīng)該是以大爆炸點(diǎn)為中心，以約137億光年為半徑的球體。宇宙邊緣只有大爆炸光線和大爆炸的能量波，宇宙整體是以光速等速膨脹。宇宙大爆炸時(shí)，類似炸彈爆炸，炸出的部分物質(zhì)和能量受的力不均勻，所以有些物質(zhì)運(yùn)動(dòng)快，有些慢，從而保持了慣性：運(yùn)動(dòng)的越快，自然運(yùn)動(dòng)的越遠(yuǎn)，反過來，運(yùn)動(dòng)的越遠(yuǎn)，表現(xiàn)出運(yùn)動(dòng)的越快，在這種情況下，站在任何一個(gè)物體上觀察周圍，物體彼此互相遠(yuǎn)離，而且離得越遠(yuǎn)，離去的相對(duì)速度越快。按目前宇宙能量與物質(zhì)比例約2：1看，斥力是引力的2倍左右，所以要膨脹。當(dāng)宇宙膨脹到某個(gè)時(shí)刻，質(zhì)量、能量越來越分散，宇宙內(nèi)部也接近真空，斥力、引力和真空吸力越來越小。而如果能量通過某種方式生成物質(zhì)，使物質(zhì)比能量多，則引力大于斥力，宇宙將收縮。所以宇宙最終是繼續(xù)膨脹還是收縮取決于物質(zhì)與能量的比例大小，當(dāng)物質(zhì)比能量多時(shí)，宇宙將收縮，此時(shí)元素周期表完全可以無限排序下去，輕元素合成重元素，最后合成無限重的元素-宇宙原點(diǎn)。而宇宙最終回到原始狀態(tài)，最后收縮成一個(gè)體積之小、能量和質(zhì)量密度之大均難以想象的重元素“粒子”的可能性很大，這樣可以解釋宇宙起源的問題：宇宙就是這樣周而復(fù)始的。

其他還有如波粒二象性，人們對(duì)一個(gè)光子、一個(gè)電子等產(chǎn)生干涉感到難以理解，但其實(shí)量子具有波粒二象性，一個(gè)量子也是波，它仍然具有波的性質(zhì)。

總之，我們?cè)趯W(xué)習(xí)或科研過程中，應(yīng)該結(jié)合綜合知識(shí)及最新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)、發(fā)明，對(duì)過去的科學(xué)觀念及時(shí)更新，對(duì)過去的知識(shí)作出適當(dāng)?shù)男抻喓托碌慕忉尅?/p>