摘要:万有斥力定律——宇宙间的一切物体都是相互排斥的。两个物体间的斥力大小,跟它们相对运动的外部能量(mv2)成正比(一个物体相对静止,另一个物体相对运动),跟它们相对运动的曲线半径成反比。特别规定,物体的自转是内部能量。也就是说,斥力产生的先决条件是:外部能量和曲线运动,二者缺一不可。自然界中,引力和斥力始终处在动态平衡之中。从某种意义上讲,斥力是维持时空弯曲的本质力量,是形成宇宙形状的本质力量,从宏观到微观物质都是处在引力和斥力的动态平衡之中,也就是说引力和斥力共同维持着物质世界的具体形态(注:这篇文章主要观点被邀请参加美国物理学会举办的2012年三月会议,我在物理学会学术交流的讲演摘要连接:http://meetings.aps.org/Meeting/MAR12/Event/168950 )。
关键词:引力 斥力 内部能量 外部能量 能量
一、引力和反引力的本质
引力的存在已是不争的事实,那么反引力是否存在?我认为答案是肯定的,能量和力有密不可分的关系。例如:做功可以改变物体的能量,而做功需要力;能量可以做功,做功的过程也离不开力。一个物体,无论是运动的、还是相对静止的都具有能量,并且能量是引力和反引力的来源,如果没有能量,那么引力和反引力都不存在。为了方便研究,我将物体具有的能量分为:内部能量和外部能量,内部能量即物体相对静止时具有的能量,外部能量即除去相对静止以外具有的能量。无论引力和反引力都起源于能量,引力的大小主要决定于物体的内部能量,反引力的大小决定于物体的外部能量。换一个角度说,引力和反引力都起源于运动,完全符合哲学所说的没有运动的物质和没有物质的运动同样是不可想象的,进而得出推论:没有运动的引力和反引力与没有引力和反引力的运动同样是不可想象的。
只要有相对运动就有反引力的存在,就有反引力的存在,即使是相互靠近的运动也有反引力的存在,但是必须有曲率,不过绝对没有曲率的运动是没有的。这一看似有违常理的说法,揭示了反引力的本质。自然界中,引力和反引力是同时存在、共同作用的,只是在某一阶段引力和反引力谁是矛盾的主要方面、谁是矛盾的次要方面而已。现阶段,对太阳系乃至银河系而言,引力是矛盾的主要方面,反引力是矛盾的次要方面,但是矛盾的主要方面和矛盾的次要方面悬殊不大,因为运动的范围基本相对不变;对整个宇宙而言,反引力是矛盾的主要方面,引力是矛盾的次要方面,悬殊也不大。宇宙的膨胀是有限的,其空间范围变换不会很大,基本是恒定的。
简而言之,相对曲线运动是反引力的来源。严格来说,自然界的运动都是曲线运动,绝对的直线运动是没有的;即曲线运动是绝对的,直线运动是相对的。也就是说,宏观运动、微观运动、物质内部运动、外部运动,严格来讲都是曲线运动。由此可见斥力是普遍存在的,从某种意义上讲,没有斥力就没有引力。
二、万有斥力的计算
反引力即斥力,由上述的分析可知:引力和斥力都来源于能量,可以说是同一种性质的力,引力的逻辑规律也应该基本适用于斥力;二者有相同的本质:表面看,引力是在任何状态都是显现的,而斥力是在相对曲线运动时显现的;其实,绝对的直线运动是没有的,所以说,斥力也是在任何状态都是显现的。我们用质量作为引力的因素,根据斥力的特点(曲线运动),我们用外部能量作为斥力因素更为科学(其实质量和能量是可以转换的)。因此得出万有斥力定律:宇宙间的一切物体都是相互排斥的。两个物体间的斥力大小,跟它们相对运动的外部能量(mv2)成正比(一个物体相对静止,另一个物体相对运动),跟它们相对运动的曲线半径成反比。规定:物体的自传是内部能量,相对静止的物体可视为点。
数学描述,F=mv2/r,其中,mv2是相对运动的外部能量,r是相对运动物体的曲线半径。用微积分可以论证,这个数学表达式也适用于变速运动的情况,准确的说,应该是瞬时(即时)速率。其实这个数学描述早已推出,就是做匀速圆周运动的向心力公式,将其推广,从另一个角度思考就是万有斥力定律,万有斥力定律的适用范围应该等同于或大于万有引力定律,万有斥力定律应用在航天技术上可能优越于万有引力定律。
我个人认为,任何物体的运动都是曲线运动,只是运动的半径不同而已,只是当运动的半径极其巨大时,表现出直线运动而已。这种理论从侧面也说明了,斥力和引力一样具有普遍性。解释光子的运动:光子是由于它的运动轨道半径极其巨大,斥力很小;又由于光子的质量(或密度)很小,引力也很小;所以光子一般表现为直线运动。
对上述结论从理论上解析,在竖直方向上做匀速圆周运动的物体达到竖直方向的最高点时,如果重力恰好提供了向心力,此时可以理解为,由于运动具有的能量产生的斥力恰好与重力(引力)平衡,不就是一个很好的例证吗?如果由于运动具有的能量产生的斥力小于引力时,则做不封闭的曲线运动。这种理论或许能为水星的进动提供另一个角度的解释。
比较万有引力定律和万有斥力定律的计算公式可以看出:万有引力的大小与距离的平方成反比,而万有斥力的大小与相对运动的曲线半径成反比,也就是说,随着距离的增大引力、斥力都减小,但是引力减小的更快,所以说,万有斥力定律或许能说明现在的宇宙为什么还再“加速膨胀”;其实我们从万有斥力定律公式还可以看出,斥力的大小还和能量有关,所以宇宙的膨胀是有限的,宇宙的空间范围相对是恒定的。现在看到的星系远离我们,是由于这些星系和我们不在同一运动轨道,角速度不同而已;和我们的距离基本保持不变的星系,是由于虽然它的轨道和我们不在同一轨道,但是角速度基本相同罢了,斥力和引力是维持宇宙空间范围基本不变的根本原因。
三、能量解析
我对能量的理解:能量是无形的,看不见、摸不着,从这一角度讲,能量称之为暗能量更为准确。其实,能量必须依赖载体,载体是可见的能量即可见;载体是不可见的能量也不可见,但是,能量一定存在,因为运动是永恒的主题。可以说,可见载体只有:可见光源和能反射可见光的物体。
四、实例说明
1、假设一个人质量为100千克,在地球的奔跑速度为10米/秒,地球的半径是:637100米,这个人和地球之间产生的斥力是:F=mv2/r=
0.00157N;如果此人的速度达到第一宇宙速度(7.9千米/秒),再计算:F=mv2/r=980
N,正好克服了地球的引力。
2、假设两个人质量为100千克,相对速度是10米/秒,那么这两个人之间的斥力有时多少呢?假设一人相对静止,另一个人走到两个人连线成直径时,才是具有的曲度半径,所以相对运动的半径因为地球的直径:12742000米,所以他们的斥力F==mv2/r=0.000785N(严格来说,1、2两个实例的数据(速度、半径)都应该是地球两极的数据)
3、一辆汽车以一定的速度在“平直”(其实也有曲度)公路行驶,不会“飞起”,如果遇到一个拱形桥就有可能“飞起”,因为拱形桥改变了它的运动半径,使其斥力增大的结果。
4、飞机的起飞、行驶除了流体———空气的作用外,也是改变其运动半径(形成空中虚拟的拱形桥)增大斥力起飞和行驶的。仔细分析飞机的运行轨迹,它的运行轨迹,“直线”绝不是它运动轨迹的主体,而是轨道半径不太的曲线运动。
5、解释天体的圆周运动
天体的圆周运动就是在引力(向心力)和斥力(离心力)实时的动态平衡之中形成的,所以说,斥力(离心力)是存在的,它与引力(向心力)相对,并且与引力同时存在,共同处在一个矛盾的统一体。我解释一下我的动态平衡,两种力的大小相等(或两种力的大小时刻相等也可以),方向时刻在变、并且力的方向也时刻相反;再说明一下,如果两种力的大小相等,方向时刻在变、并且力的方向也时刻相反,就是匀速圆周运动。
6、解释平抛运动和自由落体运动
平抛运动和自由落体运动都是人为的运动形式,非自然形成的。是没有脱离重力系的特殊运动形式,严格来说,研究它们(尤其是自由落体运动)的运动应该以太阳作为参考对象。平抛运动:平抛运动是人为的一种曲线运动,是典型的由于曲线运动产生的斥力小于引力的运动。严格来说,平抛运动物体受到的引力的方向也在改变,虽然它始终指向“地心”。但是,要注意它是从哪个方向(哪个角度)指向地心的。自由落体运动:自由落体运动可以看作外部能量是零,即斥力是零,只受引力的作用的运动,所以以地球作参照物自由落体运动可以视为“直线运动”。如果以太阳作参照物(也应该以太阳作参照物),它也是产生斥力的,不是直线运动。
7、再说一个实例,在竖直平面内旋转的的水桶,速度达到一定值时,水桶转到最高点时,水不但不会向下流,还会对桶底产生向上的压力,就是斥力在起作用。我再强调一点在竖直平面内旋转的的水桶,水桶转到最高点时以桶为参考系,运动到最高点时,假设桶底在这一瞬间有一洞,水肯定“竖直上抛”(水做的是初速度为0的变加速运动)——形成喷泉,我认为是斥力使之然也。更多实例如,百慕三角等问题请链接:http://blog.sina.com.cn/s/blog_545d84960100vwz1.html
五、探索微观世界
原子核外的电子不规则运动,是由于组成原子核的质子、中子在运动,甚至组成质子、中子的电磁波也在运动的原因。其实,宏观世界也是不规则运动,只是由于轨道半径大而显得好像有“规则”而已。
1、计算氢原子核外电子的平均斥力:现代理论认为原子核外运动的电子其速度越是10的7次方米每秒,电子的质量是0.91乘以10的负30次方千克,则氢原子核外电子所受的平均斥力为,F=mv2/r=0.00000172N。再用库仑定律计算:F=Ke2/r2=9x109x(1.6X10-19)2/r2=8.23x10-8N,此时,引力和斥力应该近似相等。然而我们可以看出:斥力远大于引力,如果按库仑引力求氢原子的平均半径,则氢原子的半径将扩大到原来的约20倍,这是什么原因呢?出现这种情况的原因,再一次说明在微观世界里,起决定作用的不是静电力,更不是万有引力,应该是密度引力。
2、探讨原子核质子、中子内部的斥力:我个人认为,质子、中子都是由绕转的电子对组成,并且电子对的绕转半径约是10的负17次方米,质量是1.82乘以10的负30次方千克,绕转速度应该接近光速稍小一些,按10的8次方米每秒处理。所以质子、中子内部的斥力大约是:F=mv2/r=1820N,那么引力也应该接近这个数值,所以要想使中子、质子聚变、裂变难度更大,但是中子、质子蕴藏的能量特别巨大。
3、探讨原子核质子、中子内部电子对(即内部电磁波)的斥力:粗略推算,绕转的电子对相互绕转的速度是:2.13乘以10的14次方米每秒,绕转半径是10负18次方米,所以电子对(即内部电磁波)的斥力:F=mv2/r=4.13乘以10的16次方牛顿,引力也应该接近这个数值,用密度引力定律计算是:约10的17次方牛顿符合的很好,再一次说明密度引力定律的相对正确性和可信性。
总之,整个世界,从宏观到微观都是引力和斥力完美结合的体现。引力使物质聚合,斥力使物质分离。对于宏观世界引力是矛盾的主要方面时宇宙缩小,斥力是矛盾的主要方面时宇宙膨胀,微观世界也是如此。
宇宙中的一切运动都是在引力和斥力的共同作用下作曲线运动,引力或引力的分力和斥力始终处在动态平衡之中。运动的半径和外部能量(mv2)是调节引力和斥力平衡的内在因素。宇宙膨胀的原因是能量;维持宇宙时空大小相对稳的因素是斥力;引力和斥力是结束宇宙和形成宇宙的主要力量。
一般情况下,曲线运动是不会沿一点切线方向运动的。当且仅当引力和斥力同时消失时,才会沿该点切线方向运动的。在自然界中,几乎没有这种运动现象,人为可以模仿出现这种运动现象。在光滑的水平面上,用细线栓一小球,使小球在光滑水平面绕某一固定点作圆周运动,细线突然断开时,会出现沿曲线该点的切线方向运动。
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