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重大发现:万有引力常量G其实是变量!科学探索系列17

(2016-01-24 11:38:25)
分类: 科学探索系列

重大发现:万有引力常量G其实是变量! 科学探索系列17

  

  如果宇宙中物质的分布是极均匀的,按照万有引力定律,行星的轨道应该是圆的,太阳系八大行星的公转轨道就是大大小小的圆。但实际情况显然不可能是这样的,八大行星的公转轨道都是椭圆的,太阳处于这些椭圆共同的一个焦点上。八大行星的轨道为什么是椭圆的?

  

  因为行星不仅受到太阳引力,还要受到来自银河的引力,所以公转轨迹是两种力形成的双曲线,而不是一种力形成的正圆。

  

  以地球为例,假如地球的轨道是正圆的,施加银河引力后:

  

  当地球运行到“冬至”时,受到的太阳引力被银河引力削弱,相当于太阳引力变小,按公式半径应该延长。实际是:相当于对于太阳的势能减少了,动能就要增加,相对宇宙背景(银河重心)动能增加了,相对太阳的势能势必还要减小,最后只有缩短公转半径来达成平衡;

  

  当地球运行到“夏至”时,受到的太阳引力叠加银河引力,相当于太阳引力变大,按公式本来半径应该缩短。实际是:相当于对于太阳的势能增加了,动能就要减少,但是相对宇宙背景动能减少了,对于太阳的势能就要“找补”回来,结果只有延长公转半径以达成平衡。

  

  牛顿定律解释不了行星的“椭圆轨道”,是因为惯性的本质是“保持能量”而不是“保持……运动状态”。天体都要尽量保持宇宙背景中的动能和相对主星的势能,两者之和不变(能量守恒),可以互相转化(角动量守恒)。两种力的共同作用形成行星的椭圆轨道,并且具有固定的朝向。只要给每个行星加一个银河引力的矢量,应用牛顿第二定律,行星的公转无非是动能和势能之间的转换。重大发现:万有引力常量G其实是变量!科学探索系列17

  代入一个“银河引力”矢量,可以推测出银河“重心”的距离和“质量”。但是因为太阳处于银河系其中一条螺臂的中段,所谓的“银河引力”实际是“引力矢积”,计算出的银河质量远不是银河系真正的质量。有人推测银河系存在大量“暗物质”,其实就是明物质都是我们现在无法估量的。

  

  太阳系中向内跃迁的行星角动量会变大,向外跃迁的行星角动量会变小,因为角动量守恒,达成了天体的动态平衡。所以一颗冲向太阳的彗星,通常产生的是“打水漂”现象,学名也叫“引力弹弓效应”。可是到了恒星这个级别,角动量守恒似乎是不成立的。银河系自转的同时,所有恒星的公转角速度大致是相同的。于是又有人推测 银河系内部包括我们身边存在很多“暗能量”,如果没有 这种能量银河系是难以维持的。

重大发现:万有引力常量G其实是变量!科学探索系列17

  其实银河引力最大的地方在接近边缘处,越向中心,银河引力(矢积)越小,邻近的恒星间的引力越大。换句话说,在银河系中万有引力常量G是一个变量,越向中心G值越大,相邻的恒星之间实际的引力越大。恒星向外跃迁会“释放”出动能,向内跃迁会“隐藏”一部分动能。恒星的动能(包含势能)或者动量随G值(环境)变化。

  

  现代科学证明,宇宙在膨胀,而且越远的星系远离我们的速度越快。这样就产生一个问题:距离我们足够远的星系远离我们的速度会达到甚至超过光速,那么究竟是我们有光一样的速度,还是对方有光一样的速度?这个命题恰恰证明物体的动量可以因为环境变化,“势能”转化为“动能”的余地大的难以想象。

  

  银河系的螺臂之间包括银河系外,距离越远银河引力越小,距离越远恒星的G值越大,同等条件的恒星之间的引力越大。因为动量大的恒星会向螺臂远端靠拢,动量小的恒星会向螺臂近端靠拢,期间G值逐渐变小,与靠近的恒星群公转角速度趋同从而维持了一定的密度,所以一个 星系恒星群形成的是几条螺臂,而不是饼状或其它形状。显而易见,不需要“暗物质”,不需要“暗能量”,这些问题在通常的“物质”层面就可以解释得清清楚楚。

  

  力能改变物体的运动状态,物体的运动状态也能改变力。

  

  爱因斯坦认为 ,使物体运动的惯性力与万有引力具有等效性。载人运载火箭起飞以后是逐渐加速的,这个过程中宇航员处于承受数倍重力的超重状态;到达预定轨道关闭动力以后,运载仓做惯性抛物线运动,仓内的宇航员和物品又会出现失重现象……

  

  天体运动的惯性力本身就会改变周围的引力场。地球公转到春分点和秋分点受到太阳引力的大小是不同的;近日和远日过程中距离太阳相同的对称点,受到的太阳引力的大小并不相同。所以万有引力公式F=GMm/R²是一个残缺的公式,多数情况并不成立。

 

  除了没有代入运动因素,万有引力定律的表述没有错。在两者质量、距离已经确定的条件下,G决定了引力的大小。其实当年G只是一个设想,G的大小牛顿自己都不知道。即使几百多年以后,人们测算的G值仍不统一,因为G值本来就是变量。人类的文明进步,在于科学知识的传承。牛顿为近代物理学推开一扇门,今天的发现,仅仅是因为我们比牛顿多了100年”见识“。理论探索说不定也能带来惊喜,起码我觉得自己的工作比糜费巨大探测引力波或者寻找暗物质更有意义。

  

  常用的万有引力常量G只能有条件适用于太阳系,就象重力常量g只适用于地球表面一样。G值本来就是在太阳系验算出来的,它的单位是老牛当年为了摊平公式强加上去的。万有引力定律忽略了天体运动对引力的改变,如果代入相对速度V,万有引力常量G 重力加速度g的大小成反比,本质上仍跟重力强度有关。

 

  行星的轨迹是根据椭圆轨道推算出来的,并不是万有引力公式计算的。用固定的G值推算行星、卫星的质量,实际也存在巨大误差。因为太阳系中的万有引力常量G,同样是近小远大。水星、金星的g值没有人们估计那么大,甚至都没有卫星;木星、土星及更远的行星质量一直被严重低估,结果换算出的行星“密度”低到不可思议。

  

  总之,银河系中,距离银心越远,同等条件恒星的G值越小;距离环绕的恒星越远,同等条件行星的g值越大。可能我说的不太好理解,如果把邻近恒星间的引力理解为一种”结合力“,那么这种情形和地球内部非常相似。地球表面引力最大,物质间的”结合力“最小;地心引力最小(引力矢积),物质间的”结合力“最大。其实这时候”结合力“就是”压力“,换上这个大家都熟悉的词汇,相信诸位会恍然大悟。

 

  恒星具体的G值大小,是由该恒星质量、银盘上半径及周围的恒星密度决定的。在银河系的边缘随便踢一脚可能就让一颗行星变轨。万亿恒星中,距离银心7分到8分的区域,最可能是外星人的家乡。那里行星的引力很小,实现星际旅行简直太容易了,也利于高等文明之间的交流和迁移。

 

 

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