徐文平,王天宇,陳若飛,陳景寧,李牧航
(東南大學(xué),南京 210096)
隨著時代的進步,宇宙天體運動觀測數(shù)據(jù)不斷增加,人類對宇宙天體和諧運動的科學(xué)認識不斷提高[1,2]。
量子力學(xué)理論和愛因斯坦相對論是現(xiàn)代宇宙物理學(xué)大廈的基石,由于兩個理論的不完善性,導(dǎo)致宇宙物理學(xué)存在幾朵烏云[3,4]。
星系旋轉(zhuǎn)、宇宙大爆炸原因、黑洞輻射和引力子等問題是亟需研究的熱點難題[5,6]。
觀察宇宙,了解宇宙,建立宇宙大統(tǒng)一的模型探討,合理解釋宇宙運動規(guī)律,發(fā)展牛頓、麥克斯韋、愛因斯坦和霍金等科學(xué)家的研究成果,具有非常重要的研究意義[7,8]。
本文建立旋轉(zhuǎn)足球狀奇點外宇宙模型,擬解決宇宙星系膨脹和星系旋轉(zhuǎn)的問題;進行黑洞的內(nèi)部分層結(jié)構(gòu)研究,擬解決宇宙大爆炸的原因,進行黑洞引力輻射的研討;類似磁單極子磁場理論,建立能量糾纏引力波的麥克斯韋方程組,探尋引力子的本質(zhì);針對強引力場狀況下高速運動物質(zhì)的引力問題,提出了萬有引力的修正公式,簡化了水星進動的計算問題。
牛頓萬有引力和愛因斯坦廣義相對論是研究宇宙天體運動的兩個重要理論,推動了宇宙學(xué)的科學(xué)研究。
中子星、類星體和星際分子的發(fā)現(xiàn)促進了宇宙學(xué)的發(fā)展,豐富了宇宙天體學(xué)的內(nèi)涵。
詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的成功升空,進一步推動了太陽系、銀河系、本星系群、室女座超星系團、拉尼亞凱亞超星系團、宇宙長城等宇宙天體運動的觀察。
銀河系是太陽系所在的棒旋星系,扁平狀銀河系高速飛向巨引源,人類是非常關(guān)心銀河系的演化,銀河系高速平移和自旋運動軌跡是值得深入研究課題。
目前,科學(xué)家認為暗物質(zhì)和暗能量是驅(qū)動宇宙天體運動的源泉,認為暗物質(zhì)和暗能量控制了宇宙不斷膨脹和星系旋轉(zhuǎn),但是,暗物質(zhì)和暗能量科研并沒有獲得實質(zhì)性成果。
宇宙天體運動規(guī)律十分井井有條,引力就像是一個看不見的大手把整個宇宙中的星系都安穩(wěn)地處理好,如何建立大統(tǒng)一的宇宙天體動力學(xué)模型,精確推演宇宙天體運動的過去、現(xiàn)在和未來的運動軌跡,是天文學(xué)家面臨的一個重大技術(shù)難題。
銀河系是扁平狀的漩渦星系如圖1所示,銀河系如何演化成如今的樣子,它未來的命運又將怎樣,是目前天文學(xué)研究的熱點領(lǐng)域之一。
圖1 旋轉(zhuǎn)的銀河系
臺風是一種熱帶氣旋,由于地球旋轉(zhuǎn)的科里奧利偏向力的驅(qū)動作用,北半球臺風均是逆時針旋轉(zhuǎn)如圖2所示。
圖2 旋轉(zhuǎn)的臺風
對比旋轉(zhuǎn)銀河系和旋轉(zhuǎn)臺風的圖片,可以發(fā)現(xiàn),兩者均是大尺度的扁平狀旋轉(zhuǎn)運動天體,可以采用類似的漩渦動力學(xué)方程描述。
宇宙在加速膨脹,暗物質(zhì)和暗能量是驅(qū)動宇宙膨脹的源泉,宇宙星系在高速遠離地球,銀河系也是向著巨引源方向高速飛奔。
浩瀚的銀河系直徑足足有10 萬光年,銀河系中心黑洞的質(zhì)量提供的向心力還不足以讓星系邊緣的天體繞其運動,銀河系自旋現(xiàn)象與引力理論發(fā)生沖突,美國的天文學(xué)家維拉·魯賓通過研究銀河系恒星繞轉(zhuǎn)中心黑洞運動速度到中心黑洞距離的旋轉(zhuǎn)曲線,發(fā)現(xiàn)恒星的運動速度并沒有隨著距離的增加而遞減。
宇宙星系的旋轉(zhuǎn)曲線表明,星系外圍恒星天體的運行速度與內(nèi)部恒星天體的運行速度兩者近乎相同,外圍恒星速度遠超預(yù)期的速度,因此,驅(qū)動銀河系旋轉(zhuǎn)的動力源泉是暗物質(zhì)和暗能量。
暗物質(zhì)和暗能量是目前解釋宇宙膨脹和宇宙星系旋轉(zhuǎn)的最熱門理論,但是,目前仍沒有暗物質(zhì)和暗能量的直接觀測證據(jù)。
C60 足球烯是單純由碳原子結(jié)合形成的穩(wěn)定分子,它具有60 個頂點和32 個面,其中12 個為正五邊形,20 個為正六邊形。
借鑒C60 足球烯模型,在60 個頂點處均是沒有爆炸的外宇宙奇點,形成旋轉(zhuǎn)足球狀奇點外宇宙模型如圖3所示,新宇宙模型可以用于對大尺度本宇宙的時空結(jié)構(gòu)、運動形態(tài)和物質(zhì)演化等進行理論描述。
圖3 旋轉(zhuǎn)足球狀奇點外宇宙模型
宇宙的暗物質(zhì)和暗能量其實就是旋轉(zhuǎn)足球狀奇點外宇宙模型中的外宇宙奇點,旋轉(zhuǎn)足球狀奇點外宇宙是驅(qū)動本宇宙運動的動力源泉。
足球狀奇點外宇宙的巨大引力使得宇宙星系加速膨脹,宇宙膨脹的動力源泉是足球狀奇點外宇宙,足球狀奇點外宇宙就是暗物質(zhì)和暗能量。
對于宇宙星系,足球狀外宇宙奇點的巨大引力拉著星系向外飛奔,在星系的上下方向,足球狀外宇宙奇點引力是上下平衡的,因此,宇宙星系均是扁平形狀的,銀河系和太陽系是漂浮在宇宙空中的。
在宇宙星系的中央位置,由于存在星系中心黑洞,因此,宇宙星系在中央位置是微微凸起的。
宇宙星系是微微翹曲的結(jié)構(gòu),其運動方向的兩個外端是微微翹曲的,其原因是,足球狀外宇宙奇點群也是在旋轉(zhuǎn)運動中的,因而,旋轉(zhuǎn)的足球狀外宇宙奇點群帶動著扁平狀宇宙星系做弧線運動,導(dǎo)致了宇宙星系的外端微微翹曲。
旋轉(zhuǎn)足球狀奇點外宇宙可以對于宇宙星系產(chǎn)生一個暗能量引力漩渦場,旋轉(zhuǎn)足球狀奇點外宇宙對宇宙星系產(chǎn)生科里奧利力,科里奧利力導(dǎo)致了宇宙星系旋轉(zhuǎn)曲線的奇異平直性,猶如地球旋轉(zhuǎn)的科里奧利偏向力驅(qū)動臺風旋轉(zhuǎn),足球狀奇點外宇宙旋轉(zhuǎn)的暗能量引力漩渦場是驅(qū)動宇宙星系旋轉(zhuǎn)的巨大動力源泉。
在太陽系中,太陽質(zhì)量比值為99.86%,太陽是絕對的主導(dǎo)地位,因此,太陽系的暗物質(zhì)和暗能量的引力作用非常微弱。
足球狀奇點外宇宙替代暗物質(zhì)和暗能量的引力作用,旋轉(zhuǎn)足球狀奇點外宇宙維持了本宇宙的穩(wěn)定性,本宇宙的動力學(xué)演化是非常和諧的。
足球狀奇點外宇宙引力作用和星系群之間萬有引力作用的兩者雙重引力作用一起共同驅(qū)動本宇宙天體運行,宇宙天體是有序運動之中。
宇宙星系之間的萬有引力作用,使得銀河系和仙女星系等星系群互相靠近形成本星系群,多個星系構(gòu)成了室女座超星系團、拉尼亞凱亞超星系團、宇宙長城。
足球狀奇點外宇宙引力作用可以使得本星系群、室女座超星系團、拉尼亞凱亞超星系團、宇宙長城等宇宙天體進行著有序的宇宙高速膨脹運動,C60 足球狀奇點外宇宙模型的多個外宇宙奇點應(yīng)該是對應(yīng)著多個宇宙長城,更多的宇宙長城將會被科學(xué)發(fā)現(xiàn)。
對于旋轉(zhuǎn)足球狀奇點外宇宙模型,可以假定,旋轉(zhuǎn)足球狀奇點外宇宙的中心位于牧夫空洞位置,足球狀外宇宙奇點質(zhì)量取值70%本宇宙質(zhì)量,足球狀外宇宙直徑和旋轉(zhuǎn)角速度等其他參數(shù)可以分析推算而得。
建立旋轉(zhuǎn)足球狀奇點外宇宙模型,輸入宇宙天體的參數(shù),模仿旋轉(zhuǎn)臺風分析計算方法,分析宇宙星系旋轉(zhuǎn)的科里奧利偏向力,應(yīng)用流體力學(xué)哈密爾頓理論和金斯天體運動學(xué)理論,建立足球狀奇點外宇宙引力旋轉(zhuǎn)場,采用超級大型計算機,可以精確推演宇宙天體的過去、現(xiàn)在和未來的運動軌跡,解釋宇宙動力學(xué)的奧秘。
牛頓萬有引力定理建立了太陽系動力學(xué)模型,如今,建立宇宙旋轉(zhuǎn)星系的動力學(xué)模型勢在必行。
旋轉(zhuǎn)足球狀奇點外宇宙模型可以很好地描述宇宙星系的運動軌跡,也解答了銀河系暗物質(zhì)和暗能量的本質(zhì),進行本宇宙星系天體的動力學(xué)的演化分析,具有劃時代的研究意義。
比利時天文學(xué)家勒梅特提出了宇宙大爆炸假說,認為宇宙是由致密熾熱的奇點膨脹爆炸而來。
美國天文學(xué)家哈勃提出了著名的哈勃定律,表明星系的退行速度與它們和地球的距離成正比,宇宙是在不斷膨脹的,可作為支持宇宙大爆炸的一個重要證據(jù)。
美國科學(xué)家阿諾·彭齊亞斯和羅伯特·威爾遜發(fā)現(xiàn)宇宙微波背景輻射,宇宙微波背景輻射是宇宙大爆炸遺留下來的電磁波輻射。
德國天文學(xué)家卡爾·史瓦西通過計算得到了愛因斯坦場方程的一個真空解,提出了黑洞史瓦西半徑計算公式,英國物理學(xué)家斯蒂芬·威廉·霍金提出了黑洞輻射理論,促進了宇宙黑洞的研究。
我們的宇宙起源于138 億年前的一次大爆炸,在宇宙大爆炸前宇宙奇點是什么狀態(tài),宇宙大爆炸的原因又是什么,這是一個需要研究的問題。
恒星級黑洞奇點和宇宙級黑洞奇點兩者具有一定的關(guān)聯(lián)性,進行恒星級黑洞的內(nèi)部結(jié)構(gòu)研究將有利于搞清宇宙級黑洞結(jié)構(gòu)的奧秘。
在宇宙中,衛(wèi)星、行星和恒星是多層的星球結(jié)構(gòu),因此,白矮星、中子星和恒星級黑洞也應(yīng)該是多層的星球結(jié)構(gòu)。
中子星是大質(zhì)量的恒星(至少是太陽的8倍大)演化到末期,經(jīng)由引力坍縮發(fā)生超新星爆炸之后,形成一個高密度的星球。
依據(jù)泡利不相容原理,由于電子簡并壓力的原因,中子星不會繼續(xù)引力坍縮,中子星是由中子球核、鐵質(zhì)球殼、碳質(zhì)球殼和外層少量氣體組成,中子星球直徑約為20 千米。
恒星級黑洞是宇宙中一顆大質(zhì)量的恒星(至少是太陽的20 倍大)在經(jīng)過紅超巨星階段和超新星爆發(fā)后,由于引力坍縮成為的一個黑洞,在其史瓦西半徑范圍內(nèi)連光也無法逃逸。
由于中子簡并壓力的原因,恒星級黑洞不會繼續(xù)引力坍縮成為一個黑洞奇點,恒星級黑洞會形成一個夸克星球,恒星級黑洞是由夸克球核、中子球殼、鐵質(zhì)球殼和碳質(zhì)球殼組成如圖4所示。
圖4 恒星級黑洞的內(nèi)部分層結(jié)構(gòu)模型
恒星級黑洞和中子星均是大質(zhì)量的恒星在引力坍縮發(fā)生超新星爆炸之后形成死亡恒星,兩者形成機理類同,因此,恒星級黑洞直徑必定是大于中子星直徑,恒星級黑洞其中的夸克球核也許不大于中子星直徑,中子星球直徑約為20~35 千米。
星系級黑洞是誕生于宇宙大爆炸之初期,由于夸克簡并壓力的原因,星系級黑洞也不會繼續(xù)引力坍縮成為一個黑洞奇點,星系級黑洞會形成一個先子星球,星系級黑洞是由先子球核、夸克球殼、中子球殼和鐵質(zhì)球殼組成。
銀河系中心黑洞質(zhì)量約為太陽的400 萬倍,其史瓦西半徑約為1 270 萬千米,銀河系中心黑洞的球體半徑估算約為1 500 千米。
大于普朗克長度尺寸的基本粒子符合現(xiàn)有的量子力學(xué)理論,費米子是構(gòu)成物質(zhì)骨架的基本粒子,遵循泡利不相容原理;零質(zhì)量玻色子是作為交換粒子,負責相互作用力,玻色子基本粒子的極限速度是光速。
依據(jù)哲學(xué)思想,現(xiàn)有的基本粒子應(yīng)該是可以繼續(xù)分割,為了研究宇宙大爆炸前宇宙黑洞奇點的結(jié)構(gòu)模型,需要對小于普朗克長度尺寸的基本粒子進行一些猜想和假定,從而修正現(xiàn)有的量子力學(xué)理論。
可以假定量子糾纏速度為10 億倍光速,宇宙中費米子的最小極限長度尺寸調(diào)整為1.6×10-38m(普朗克長度尺寸的千分之一),宇宙最小的費米子命名為X 粒子,宇宙最小的玻色子命名為Y 粒子。
宇宙最小的X 粒子是由超弦構(gòu)成,由于費米子X 粒子的簡并壓力的原因,宇宙級黑洞也不會繼續(xù)引力坍縮成為一個黑洞奇點,宇宙級黑洞會形成一個X 粒子星球,宇宙級黑洞是由X 粒子球核、先子球殼和夸克球殼組成,超光速Y 粒子能量湯是在宇宙級黑洞X 粒子球核中進行高速運動。
宇宙級黑洞不斷吸收宇宙星系物質(zhì),宇宙級黑洞直徑不斷增加,宇宙級黑洞外部的先子球殼和夸克球殼有所變薄,宇宙級黑洞內(nèi)部的X 粒子球核直徑不斷加大,超光速Y 粒子能量湯也不斷增加,超光速Y 粒子能量湯運動導(dǎo)致宇宙級黑洞內(nèi)部膨脹力不斷增加,當宇宙級黑洞質(zhì)量到達一定的臨界質(zhì)量,宇宙級黑洞內(nèi)部膨脹力撐破外部的先子球殼和夸克球殼結(jié)構(gòu),形成宇宙大爆炸。
在圖5中,宇宙的總質(zhì)量約為1 053 千克,其史瓦西半徑約為157 億光年,可觀測宇宙的自然半徑小于其自身的史瓦西半徑,我們可能生活在一個超級黑洞之中,宇宙級黑洞的球體半徑估算約為10 萬光年。
圖5 宇宙級黑洞的內(nèi)部分層結(jié)構(gòu)模型
量變質(zhì)變,隨著宇宙級黑洞質(zhì)量增加,宇宙級黑洞發(fā)生大爆炸是其必然的命運,宇宙級黑洞的演化是生生不息循環(huán)的,宇宙級黑洞不會演化為無限大的球形天體,宇宙級黑洞也不會坍縮為一個奇點。
宇宙大爆炸的初速度是超光速的,宇宙大爆炸的動力來源于宇宙級黑洞內(nèi)部膨脹力,宇宙大爆炸將宇宙級黑洞炸得粉碎。
宇宙大爆炸后,隨著溫度降低、冷卻,逐步形成原子、分子,并復(fù)合形成氣體,氣體凝聚形成星云,星云進一步形成恒星、星系,最終演化形成如今的宇宙。
在宇宙級黑洞超光速大爆炸時,外部的先子球殼被炸四分五裂,大一些的碎塊是星系級黑洞的種子,因而,在宇宙大爆炸之初期就形成了大質(zhì)量的星系級黑洞。
在宇宙級黑洞超光速大爆炸時,小一些的先子球殼的碎塊并不是中等質(zhì)量的黑洞的種子,由于質(zhì)量太小,其引力約束不夠,并不能夠抵御先子球殼碎塊的內(nèi)部膨脹力,先子球殼的碎塊發(fā)生二次爆炸,因而,在宇宙大爆炸之初期并不能形成中等質(zhì)量的黑洞。
在宇宙中,現(xiàn)有少量的中等質(zhì)量的黑洞主要是由小質(zhì)量恒星級黑洞合并而來,由于我們的宇宙僅僅138 億年非常年青,中等質(zhì)量的黑洞合并過程比較緩慢,因此,中等質(zhì)量的黑洞是非常稀少的。
依據(jù)泡利不相容原理,根據(jù)錢德拉塞卡極限和托爾曼-奧本海默-沃爾科夫極限,確定各級粒子的兼并壓力,進行分層迭代計算,從而恒星級黑洞、星系級黑洞和宇宙級黑洞等三種黑洞的直徑可以精確計算。
霍金依據(jù)量子效應(yīng)理論提出一種黑洞散發(fā)出的熱輻射的理論,形成了著名的黑洞輻射理論,霍金黑洞輻射理論可以闡述小黑洞失去質(zhì)量導(dǎo)致黑洞蒸散的現(xiàn)象。
問題在于,傳統(tǒng)的熱輻射是具有溫度而輻射電磁波的現(xiàn)象,由于黑洞質(zhì)量巨大,電磁波光速度太低無法逃逸,因此,光速太慢了,黑洞輻射應(yīng)該是一種超光速的能量波。
電磁波是交替變換的電場和磁場形成的,其真空中的傳播速度為光速,具有波粒二象性,其粒子形態(tài)稱為光量子,光量子的幾何尺寸約為普朗克長度尺寸,光量子的靜止質(zhì)量為零的玻色子,電磁力是通過交換光子傳播的。
可以猜想,質(zhì)量能量猶如電荷,量子糾纏場猶如磁場,交替變換的質(zhì)量能量場和量子糾纏場兩者將會形成能量糾纏引力波。
能量糾纏引力波的傳播速度為量子糾纏速度,量子糾纏速度約為10 億倍光速,能量糾纏引力波具有波長非常大頻率非常低的特點,能量糾纏引力波也是具有波粒二象性,其粒子形態(tài)稱為引力子,引力子的幾何尺寸遠小于普朗克長度尺寸,引力子是靜止質(zhì)量為零的玻色子,引力子的穿透能力遠遠勝過中微子,引力是通過交換引力子傳播的。
引力子、光量子、W 及Z 玻色子和膠子是四種能量量子,四種能量玻色子可以傳播引力、電磁力、弱相互作用力和強相互作用力,因此,四種基本力可以實現(xiàn)量子力學(xué)的大統(tǒng)一理論。
分析表明:黑洞輻射是應(yīng)該是散發(fā)出來的能量糾纏引力波,量子糾纏速度的能量糾纏引力波可以逃逸出黑洞,能量糾纏引力波也是一種熱能量輻射。
電磁波光速太慢了,控制宇宙動力學(xué)是超光速的能量糾纏引力波和引力子,引力子以量子糾纏速度逃逸出黑洞。
在不遠的將來,人類將會掌握引力子技術(shù)的本質(zhì),可以實現(xiàn)能量糾纏引力波通信,研究黑洞天體的演化,也可探尋宇宙級黑洞的距離和重量等信息。
宇宙的一切存在其實是能量波,能量禁閉于微觀粒子中就是物體的質(zhì)量,質(zhì)量就是能量,物質(zhì)輻射是輸出能量波,物體輻射能量的同時也損失了其質(zhì)量。
麥克斯韋四個方程組揭示了電磁相互作用的完美統(tǒng)一,其物理意義是:電場是有源場,磁場是無源場,變化的磁場激發(fā)產(chǎn)生電場,傳導(dǎo)電流和變化的電場激發(fā)產(chǎn)生磁場。
麥克斯韋利用四個方程組將電、磁、光統(tǒng)一了起來,推導(dǎo)了電磁波的速度,并預(yù)言光的本質(zhì)是電磁波。
量子糾纏是一種真實存在的量子力學(xué)現(xiàn)象,量子糾纏現(xiàn)象是超光速的,所有的微觀粒子之間通過量子糾纏相互作用,量子糾纏場猶如磁場。
種種跡象表明:質(zhì)量能量場和量子糾纏場猶如電磁場,質(zhì)量能量猶如電荷,牛頓萬有引力公式和庫倫公式類似;量子糾纏場猶如磁場,量子糾纏場也是一種特殊的物質(zhì),因此,交替變換的質(zhì)量能量場和量子糾纏場兩者將會形成能量糾纏引力波,能量糾纏引力波和電磁波兩者均是能量波。
電磁波方程和能量糾纏引力波方程的原理相同,量子糾纏場類似磁單極子場,因此,能量糾纏引力波在真空中的四個方程組為:
式中:D表示物質(zhì)能良場;A表示量子糾纏場;ρm表示物質(zhì)能量密度;ρe表示量子糾纏密度;Im表示物質(zhì)能量流量;Ie表示量子糾纏流量;α0表示真空媒質(zhì)的介質(zhì)能常數(shù);β0表示真空媒質(zhì)的量子糾纏導(dǎo)率。
通過能量糾纏引力波的四個方程組可以得知:質(zhì)量能量場是有源場,量子糾纏場是也是源場,量子糾纏流量和變化的量子糾纏場激發(fā)產(chǎn)生質(zhì)量能量場,質(zhì)量能量流量和變化的質(zhì)量能量場激發(fā)產(chǎn)生量子糾纏場。
在真空中,可推導(dǎo)能量糾纏引力波的波速為:
能量糾纏引力波是質(zhì)量能量場和量子糾纏場兩者統(tǒng)一,能量糾纏引力波是類似電磁波的橫波形式的能量波,能量糾纏引力波的波速是超光速的量子糾纏的速度,其波速高達10 億倍光速。
引力的本質(zhì)是能量糾纏引力波,依據(jù)波粒二象性,引力子是能量糾纏引力波的微觀粒子形式,引力子是質(zhì)量為零的玻色子,引力子在兩個天體物質(zhì)之間互相交換傳遞作用力,從而形成了牛頓萬有引力。
能量糾纏引力波具有波長大的特點,引力子的直徑非常小,引力子穿透能力強,能量糾纏引力波的速度是量子糾纏的超速度,因而,能量糾纏引力波是可以逃逸出黑洞約束,黑洞輻射是能量糾纏引力波輻射。
在圖6中,進行DNA 雙螺旋水管試驗可以發(fā)現(xiàn),一個管中流動水流,可以感應(yīng)另外一個管中的彩色水變化,應(yīng)該是能量糾纏引力波效應(yīng),類似法拉第電磁效應(yīng)試驗。
圖6 雙螺旋水管
依據(jù)變化的量子糾纏場激發(fā)產(chǎn)生質(zhì)量能量場的原理,進行希格斯場機制的研究,引力子就是希格斯玻色子,基本粒子吸收了量子糾纏場的能量,量子糾纏場的能量轉(zhuǎn)化為基本粒子的質(zhì)量,質(zhì)量就是能量,能量禁閉于微觀粒子中就是物體的質(zhì)量。
宇宙的本質(zhì)是能量波,電磁波和能量糾纏引力波兩種能量波分別傳播了引力和電磁力,宇宙物體是同時輻射了電磁波和能量糾纏引力波,在物體輻射能量波時候損失了其質(zhì)量,量子力學(xué)可實現(xiàn)四種力的大統(tǒng)一理論。
牛頓利用開普勒定律發(fā)現(xiàn)了萬有引力定理,萬有引力是兩個物體之間的吸引力,引力值大小是與兩個物體質(zhì)量乘積成正比,是與兩個物體距離平方成反比,萬有引力計算公式類似庫倫公式。
愛因斯坦廣義相對論是描述物質(zhì)間引力相互作用的理論,牛頓萬有引力公式是僅僅適合低速運動的物體,而愛因斯坦廣義相對論可以處理強引力場狀況下高速運動物質(zhì)的引力問題。
廣義相對論可以成功描述了水星近日點進動、太陽強引力場中光線的偏折和光線引力紅移等問題。
愛因斯坦是利用黎曼幾何學(xué)構(gòu)建了廣義相對論方程,廣義相對論方程是一個非線性偏微分方程組,因而,廣義相對論引力場方程的求解將是一個非常困難事情。
廣義相對論可以描述在強引力場附近高速運動物質(zhì)的引力場,廣義相對論引力場方程是對牛頓萬有引力公式的修正,其本質(zhì)是在牛頓萬有引力的基礎(chǔ)上,是針對物質(zhì)高速運動狀態(tài)進行增加附加引力的修正。
電子束有電偏轉(zhuǎn)和磁偏轉(zhuǎn)兩種情況,電偏轉(zhuǎn)是與粒子的速度無關(guān),而磁偏轉(zhuǎn)與粒子的速度有關(guān)的,洛倫茲力公式為:
能量糾纏引力波是類似電磁波,高速運動物質(zhì)周圍會產(chǎn)生量子糾纏場,大質(zhì)量恒星的量子糾纏場與高速運動物質(zhì)的量子糾纏場兩者相互作用,導(dǎo)致高速運動物質(zhì)引力的附加項。
量子糾纏場是類似磁單極子,高速運動物質(zhì)引力的附加項是量子糾纏場導(dǎo)致的,引力的附加項是一種類磁力,大質(zhì)量恒星的量子糾纏場與M/r2成正比,高速運動物質(zhì)的量子糾纏場與m和u成正比。
依據(jù)著名的愛丁頓光彎折試驗結(jié)果,可以推理得知λ=1。
類似愛因斯坦水星進動的分析方法,依據(jù)式(12),可以推導(dǎo)得到水星進動角的百年速率。
代入水星數(shù)據(jù),a=5.79×1010m,e=0.205 6,T=87.97 天,M=1.99×1 030 kg,G=6.67×10-11Nm/kg2,得到水星百年附加進動角為Δ =43.1″,基本上可與實際測量值相符。
對于強引力場狀況下高速運動物質(zhì)的引力計算問題,愛因斯坦廣義相對論計算公式太復(fù)雜,萬有引力計算可以采用式(11)簡化計算,在牛頓萬有引力公式基礎(chǔ)上,增加考慮高速運動速度u的萬有引力附加修正項,就可以具有足夠的計算精度,萬有引力附加修正項增加了萬有引力數(shù)值,導(dǎo)致愛丁頓光彎折試驗的角度增加,導(dǎo)致水星百年附加進動角有所增加。
本文進行旋轉(zhuǎn)星系和旋轉(zhuǎn)臺風對比分析,提出旋轉(zhuǎn)足球狀奇點外宇宙模型;進行簡并壓力分析,探討黑洞直徑,進行宇宙大爆炸的原因分析,進行黑洞引力輻射研究;建立能量糾纏引力波的麥克斯韋方程組,進行引力子的分析研究,進行萬有引力公式的簡化修正。建立宇宙大統(tǒng)一的模型探討,合理解釋宇宙運動規(guī)律,進行本宇宙星系天體的動力學(xué)的演化分析,進行宇宙天體運動的過去、現(xiàn)在和未來的運動軌跡的研究,具有劃時代的研究意義。