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涡旋力简介

(2016-05-06 10:54:21)

  涡旋力简介

 

在上个世纪之初,天体物理学家们面临一道难题,水星近日点的进动(牛顿理论偏差值:43角秒每百年),这是引经据典的学者们无法解释的,也是牛顿经典力学理论无法通过的一道难关。这时年仅37岁的爱因斯坦于1916年发表了《广义相对论基础》,德国数学家史瓦西依照广义相对论场方程解出了水星进动之谜;因此水星近日点的进动被看作建立广义相对论初期的第一个重大实验验证。后来测得的地球、金星等行星的近日点进动值也与广义相对论的计算吻合得相当好。水星进动与光线在引力场中的偏转、光谱线的引力红移称为广义相对论的三大判据。

在新世纪之初,又有一道难题摆在天体物理学家面前,这就是NASA(美国航天局)发射的“先驱者10号”、“伽里略号”等四艘宇航器减速问题。美国科学家经十多年的观测,发现宇航器的减速受到的作用相当于地面重力加速度的一百亿分之一,因此对牛顿万有引力定律提出质疑,不过,另有一些科学家认为,飞行轨道是依据最好的参数计算出来的,怀疑基本定律为时尚早。

本人经长期探究,于2001年用卡文迪许扭秤测出万有引力不仅有法向分量(即牛顿提出的万有引力),而且有切向分量的存在,并得出公式。以我们地球为例,除了原有万有引力(即法向分量)之外,随着地球的自转,在其周围还有涡旋力(即切向分量)的存在,该涡旋力(即切向分量)与地球自转速度成正比关系。

在引力理论方面要选代表人物,看来非开普勒、牛顿和爱因斯坦莫属。值得注意的是三位代表人物都同意行星或恒星自转可以在周围产生涡旋。开普勒设想引力象车轮辐一样,一方面使行星保持在它们的轨道上不能跑掉(即法向分量),另一方面又随着太阳的自转迫使行星绕太阳转动(即切向分量)。爱因斯坦广义相对论中还有一个鲜为人知的待验证的预测,叫引力框架拖曳[frame  dragging];当一颗行星或恒星在空间自转时,它会将时空拖曳在其周围。这一点极像下面这个例子,当你在装满水的碗中放一个球,并使其自转,球表面所产生的摩擦力会将水沿球转动的方向拖曳,球附近的水会转动得快一点,离球越远,摩擦力对水的拖曳效果就越弱。 牛顿晚年也承认切向力的存在即著名的“上帝的一脚”,他认为是惯性力。

    实践是检验理论的唯一标准,实验室得出的结论也须接受实践的考验才能上升为理论。利用涡旋力(引力切向分量)公式,可解释并计算以下问题。

 

     涡旋力十二大判据[定量计算,高中生可掌握]

1.水星进动43″每年.(牛顿理论的偏差值。)

2.金星进动 8.4″±4.8″每年.(牛顿理论的偏差值。)

3.地球进动5.0″±1.2″每年.(牛顿理论的偏差值。)

4.“先驱者10等四艘宇航器减速问题。(其减速相当于地面重力加速度的一百亿分之一)

5.月球离地,(每年3cm).

6.地球自转周期变慢。(每百年0.00164s]

7.科里奥利力下落东移.

8.火卫一绕火星运动,公转周期变慢,每周0.1ms

9.太阳同步轨道卫星轨道面进动;900公里高空的极轨卫星轨道面进动每日1度。由于轨道面相对涡旋力垂直静止,该状况为证明涡旋力及公式准确性的绝佳机会。

10.地球扁园性,5×10—5m/s2;对全球定位系统GPS卫星轨道每天产生近万米的影响,这一现象可用涡旋力理论解释并计算。卫星轨道计算中最大摄动项——非球性摄动,并非地球的扁率引起,而是涡旋力的作用.

11.太阳风加速:到达地球的时候,射流速度一般在每秒钟450千米左右.

12.本人经长期探究,300多人各自反复验证;2001年用卡文迪许扭秤测出涡旋力存在,并得出公式

新的引力公式 :

F=Fn+Ft

法向分量Fn=GMm/r^2

切向分量[涡旋力]Ft=kGMmωCosα/r^2

 

其中K=0.4为系数,ω为旋转球角速度,单位:圈/秒;α为轨道倾角.由于九大行星均处于太阳赤道平面,故Cosα≈1

使用新的公式,容易理解、计算简便,高中生都可掌握并亲自解答世界难题。

参考:

1.  周衍柏. 理论力学教程 .(第一版) 北京:人民教育出版社, 1979-4

2.  潘永祥 自然科学发展简史.(第一版)北京大学出版社,1984-12

3.  F. W .SEARS. 大学物理学.1979-3

4.  I.A.SIMOV.宇宙.地球和大气.1972

5.  C.SAGEN.太阳系.1975

6.  A.P.FRENCH.牛顿力学.1971

7.  易照华.天文学进展. 1983-6-8

8.  南京大学天文系.天文知识.1976-9

9.  魏凤文.时空物理纵横.

10.              向德琳.唐沅.银河系自转曲线. 天文学进展.VOL.NO.4P356.

    11.“用卡文迪许扭秤实验测引力切向分量”《物理通报2002.9》

12.《神秘的涡旋力·万有引力的伴侣》江西教育出版社电子书2003.3

   13.《神秘的涡旋力·万有引力的伴侣》21世纪出版社2005.3

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