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“能量万有引力定律”讨论

(2013-05-14 16:09:57)

能量万有引力定律”讨论

  杨明昆  王严学  杨昭国 

  (ygyzg@126.com)

 

    1.“负压方程”

    爱因斯坦的宇宙学常数或真空能预言状态方程w(压强与能量密度之比值)不随时间而变、且恒为W=-1。〔1〕〔2〕

    若设一个空间内的“能量密度”为ρ0,压强为p,则由w=-1,即w=p/ρ0=-1,亦即p/ρ0=-1,所以可得“负压方程”:p=-ρ0

    下面,如果:假设对一个“光子”也适用于p=-ρ0,那么:

    若E、v、p、ρ0、C、f、λ分别为“光子”的能量、体积、压强、能量密度、速度、频率和波长,π为圆周率,h为普朗克常数,则ρ0=hf/v,v=(4/3) π((λ/2)3, λ=C/f,且有:p= -ρ0

=-hf/v

=-hf/((4/3) π((λ/2)3)

=-6hf/πλ3

=(-6h/πC3)f4

    若记Q=6h/πC3,则有“单个光子的负压方程”:p=-Qf4。并且称Q=6h/πC3≈4.696×10-59牛·秒4/米2为“光子负压常数”。

    “光子负压”的方向,垂直于光子传播的方向并指向光子中心。我们把经过“光子中心”、与传播方向垂直的平面,称为“负压作用平面”(图1、2)。

图1“能量万有引力定律”讨论

图2“能量万有引力定律”讨论

    一般地,“负压”绕光子传播方向的垂直方向产生的作用力平衡,光子沿直线传播。如果“光子”沿球面作圆周运动,那么“光子负压”垂直于切线(图1、3)。

图3“能量万有引力定律”讨论

    2.“负压作用”

    只有当两个“光子”的“负压作用平面”“重合”时,其“负压”之间才有可能发生相互作用。即只有当两个“光子”沿直线平行传播,或者沿“同心球面”传播的时候,“光子负压”才有可能发生“相互作用”(图4、5)。

图4“能量万有引力定律”讨论

图5“能量万有引力定律”讨论

    同样地,可以知道,对于两个“光子负压球体”O1、O2来说,在它们之间,只有两个“中心连线”上“光子”的“负压”,才发生作用。而这种“负压作用”表现为“相互吸引”,在宏观上就表现为“引力效应”(图6、7、8、9),并且,这种“引力效应”,是“已经存在的光子”之间的“接触效应”,是一种“即刻效应”,不存在“传播速度”问题。

图6“能量万有引力定律”讨论图7“能量万有引力定律”讨论

图8“能量万有引力定律”讨论图9“能量万有引力定律”讨论

    3.“负压球体”

    如果在半径为r的球(体积V=(4/3)πr3π为圆周率)内,拥有的“光子”能量为E1,那么p=-ρ0=-E1/V=-(3/4π)E1/r3。即有:

p=-(3/4π)E1/r3

    可见,半径为r的球面上的“负压”p,与球内的能量E1成正比,与到能量中心(球心)的距离的三次方成反比(图10)。因此,在一个“光子负压球体”中,从球面到球心,“负压”越来越大(都是指绝对值)。

图10“能量万有引力定律”讨论

    4.“负压透镜”

    如图11,从“光子负压球体”O1的一边A,观察另一边的B物体,从B发出的光线(可见光),进入O1靠近球心的地方,由于产生的“负压”比较大,都在“负压”的作用下作圆周运动,不能传播到A。只有传播到O1外部的光线,由于“负压”减小,只能使得光线偏折,不足以让光线沿圆周运动,才到达了A,我们认为B在B1处——于是,产生了“透镜效应”,形成了“负压透镜”。

    可见,“光子负压”可以“弯曲光线”,造成了“空间弯曲”,呈现了“负压透镜效应”。

图11“能量万有引力定律”讨论

    5.“能量万有引力定律”

    对于一个“光子负压球体”E1来说,沿任意半径r方向上,记D1=∫pdr=-∫(3/4π)E1/r3dr=-(3/4π)E1∫1/r3dr=-(3/4π)E1(-1/2)1/r2=(3/8π)E1/r2,即D1=(3/8π)E1/r2。由此,类比地可以参考“电场强度”的概念,引入“能量强度”。

    能量大小为E的“光子负压球体”的“能量强度”为D=F/E1,F为“检验能量E1”在能量场E中受到的作用力。“能量强度”D是用来表示“能量场”E的强弱和方向的物理量,与“检验能量E1”无关。

    若设E、E1的“相对论质量”分别为M、m1,g为质量M在半径为r的球上产生的重力加速度,C为光速,G为“引力常数”,则有:E=MC2,E1=MC2,D=F/E1=m1g/m1C2=g/C2,又根据万有引力定律m1g=Gm1M/r2,得g=GM/r2,所以D=F/E1=m1g/m1C2=g/C2=(GM/r2)/ C2=GM/ C2r2=(G/ C2)M/ r2=(G/ C4)M C2/ r2=(G/ C4)E/ r2,即有:

D=( G/C4)(E1/r2),

    若记Y=G/C4为“能量引力常数”,则有:

D=YE1/r2

    (注意到上述的D/D1=8πG/3C4,其表示的意义,另文讨论)

    我们把上述的“光子负压球体”O1、O2,各看成一个“能量点”或“点能量”或“能点”。若其能量大小分别为E1、E2,两“能量点”间的距离为r,G为万有引力常数,则可以推测,两“能点”间的“引力大小”F满足“能量万有引力定律”:

F=Y(E1E2/r2)=(G/C4)(E1E2/r2)。

    也就是说,空间中任意两个“能点”,通过连心线方向上的力相互吸引。该引力的大小与它们的能量乘积成正比,与它们距离的平方成反比。

    6.“质量表现能力”

    “光子负压球体”具有“质量表现能力”,满足“质能方程”E=MC2。即能量大小为E的“光子负压球体”,它能够表现且只能表现的质量为M=E/C2。因此,上述的“能量万有引力定律”,又可以表现为“质量万有引力定律”:

    F=(G/C4)(E1﹡E2/R2)= (G/C4)(M1C2﹡M2C2/R2) = G(M1M2/R2),即:

F= G(M1M2/R2)。

    所以,“质量万有引力定律”是“能量万有引力定律”的一种表现形式,这种“引力”的传播,是一种“接触即时作用”,不存在“传播速度”问题。并且,这种“引力效应”是“光子负压”造成的。因此,可以说,“光子负压”“弯曲了光线”是事件的本质,而“质量弯曲空间”、“质量万有引力”,以及 “引力透镜”,还有“暗物质”、“暗能量”等等,甚至“质量”本身,都是“光子负压”的一种表现。

 

 

参考资料:

〔1〕《状态方程 (宇宙学)》维基百科(http://zh.wikipedia.org/wiki/状态方程_(宇宙学)

〔2〕《高能所等在暗能量研究方面取得新成果》(http://www.cas.cn/ky/kyjz/201210/t20121030_3673887.shtml)

〔3〕相关资料请参考《“负压方程”》(http://blog.sina.com.cn/u/2494755301)

(杨明昆 王严学 杨昭国 期待您的交流、讨论http://blog.sina.com.cn/u/2494755301  ygyzg@126.com)

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