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--《天体轨道的量子公式》--
[楼主] 作者:银河传说  发表时间:2009/09/29 14:20
点击:709次

 

【说明】 初次写下这个‘荒唐'的标题是在大一;即便荒唐还是认真地把它写了下来;因为,这簇荒唐的公式在精度、广度和物理的综合方面要优于传统提丢斯-波得公式及其变种。

 

下面是提丢斯-波得的经验公式的推算。

 

行星-----数列----推算出的距离-----实际的距离

水星      0         0.4           0.387

金星     3        0.7          0.723

地球     6      1.0           1.000

火星      12           1.6           1.524

小行星带  24           2.8         1.7到4.0(中点=2.85)

木星     48           5.2         5.203

土星      96          10.0          9.554

天王星   192          19.6          19.2

海王星   384          38.8          30.2

冥王星   768          77.2         39.553

 

我所拟合的公式是根据一个‘量子假设',而且公式的适用范围明显广于传统公式。

 

后来,学了更多,信了更多,疑了更多;从彼到今,有时觉得这簇公式很无聊,有时又隐隐约约觉得它们透露出一些信息。

 

数学家Kronecker在1886年说:‘上帝造整数,其它的是人造的',我们不能期望对自然数列的认识可以化归到本质上比它更原始的东西上去,--也许这数学名言有着深刻的哲理。

有时不妨说,‘量子'的数学本质是整数,而它的物理意义则是离散,比如能级,比如相变,比如驻波,比如夸克,无须刻意去区分其尺度。

 

随着研究的深入,在宏观尺度也发现了很多‘量子现象'--确切地说是‘整数现象'或‘离散现象',比如--

 

水星的自转周期与它绕日公转的周期之比为2:3

土星的卡西尼缝与土卫一公转周期之比为1:2

火星和木星间的小行星带的Kirkwood缝的周期与木星公转周期的比为1:2、1:3、1:4......

--这些可能是因引潮力产生的两个自由度之间的耦合,可能是......

 

今天,太阳系的演化还有很多不解之谜,那么下面的经验公式是不是反映一些问题呢?混沌、负热容、湍流、引力辐射等,似乎和它靠些谱,又似乎那么遥远。

 

下文是我在大一时写的,简单幼稚,但也许真的蒙上了一点东西。

欢迎批评。

 

 

 

----------------《天体轨道的量子公式》----------------

 

  • 一、 假设

二十世纪初玻尔等提出的空间量子化(轨道量子化)理论,在物理界引起了一场深刻的革命,从此人们认为在微观和宏观之间有着不可逾越的鸿沟。实际上,如果我们引入了时间量子化概念,便会发现微观和宏观之间有着深刻的、奇妙的联系。

难以想像在数学形式完全一样的引力场中运动的物体怎么会有迥异的轨道性质,让我们作个一般假设:在引力场

 

        V1/r=-P/r     (P为和系统有关的常数)

 

作用下,在其中作轨道运动的物体当其轨道满足下式时,或者更确切地说当其轨道在下式所规定的附近时,其轨道的稳定性有一小而尖的峰值:

 

     an=n2a0 ,(n=1,2,3......),                        (1)

 

Tn=n3T0  , (n=1,2,3......),                        (2)

 

其中a0、T0为和系统有关的常数,an、Tn为第n号轨道的半长径、周期。

 

当V1/r是由类氢原子核产生的库仑场时,上式和玻尔的第一、二假设是相当的,可以互相推出,在此就不必验证了。

 

当V1/r是由中心天体产生的牛顿场时,笔者发现可由下式确定a0、T0

 

a0 = k1M C1    ,                            (3)

 

T0 = k2M C2    ,                           (4)

 

其中M 为中心天体的质量,常数

 

c1 =0.7100±0.0010 ,k1 =1.978×10-12     .

 

c2 =0.5650±0.0015 ,k2 =2.141×10-12 

 

 

  • 二、 验证

 

  • 1、 恒星-行星系统

由表1可看出式(1)的结果要比玻得定则的好,然而不如其变种贝拉格和里查逊公式,但它们都硬性规定系数,形式繁杂,物理意义不明显,近乎数学游戏。

还有与玻得定则及其变种不同的是,式(1)所取的n值不连续。这是缺憾吗?显然我们该想到彗星和小行星的轨道,它们也满足式(1)成立的先提条件。

表2中有多个彗星占据一个轨道号的情况,这就是常说的轨道带,--是否对应量子力学的‘能级简并'?

 

  • 2、 行星-卫星系统

表3、4给出了木卫系统和天卫系统的验证。

读者可能已经发现,轨道带卫星的偏心率明显地比单独占有一个轨道的卫星的大;而在太阳系内偏心率大的天体一般也是轨道带天体。多么奇妙的相似!显然有其内在联系。

 

  • 3、 星系团系统

如果伴星系的确是绕中心星系作轨道运动的,那么表5、6所给出的结果的确令人振奋。其中a0值由观测值拟合得到,M值则由式(3)反推得到。

 

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[楼主]  [2楼]  作者:银河传说  发表时间: 2009/09/29 14:24 

.
[楼主]  [3楼]  作者:银河传说  发表时间: 2009/09/29 14:27 

 (上图好像不清楚,所以在此发表格)

 

表1      太阳系行星系统公式常数及推算值与观测值的比较

k1M(kg)c1 a0 (m)a0 (AU)
1.978E-121.99E+300.7100 6.4E+090.0430
轨道天体轨道号n轨道半长径/AU
推算值观测值观测值/推算值
水星30.387 0.387 100%
金星40.688 0.723 105%
地球51.075 1.000 93%
火星61.548 1.524 98%
小行星82.752 2.750 100%
木星115.203 5.203 100%
土星159.675 9.539 99%
哈雷彗星2017.200 17.800 103%
天王星2118.963 19.180 101%
海王星2731.347 30.060 96%
幂王星3038.700 39.440 102%
表2      太阳系彗星公式常数及推算值与观测值的比较
k2M(kg)c2 T0(秒)T0 (年)
2.141E-121.99E+300.5650 2.8E+050.00892
轨道天体轨道号n轨道周期(年)
推算值观测值观测值/推算值
恩克73.06 3.30 108%
坦普尔84.57 5.26 115%
什瓦施曼-华赫曼96.50 6.52 100%
沃坦南6.65 102%
莱因马斯6.72 103%
芬利6.88 106%
博雷利7.00 108%
惠普耳7.44 114%
奥特玛7.89 121%
肖梅特8.18 126%
佛耳夫8.42 129%
科马斯-索拉8.58 132%
维萨拉108.92 10.50 118%
什瓦施曼-华赫曼1215.41 16.10 104%
诺杰明17.90 116%
克罗姆林1424.48 27.90 114%
奥尔伯2071.36 69.00 97%
庞斯-布鲁克斯71.00 99%
哈雷76.10 107%
西尔里格列26156.78 156.00 100%
表3    天王星卫星系统公式常数及推算值与观测值的比较
k1M(kg)c1 a0 (m)a0 (千公里)偏心率
1.978E-128.74E+250.71045.3E+065.3106
轨道天体轨道号n轨道半长径/千公里
推算值观测值观测值/推算值
天卫五5132.766 130 98%0.000
天卫一6191.183 192 100%0.003
天卫二7260.221 267 103%0.004
天卫三9430.162 438 102%0.002
天卫四10531.064 586 110%0.001
4       木星卫星系统公式常数及推算值与观测值的比较
k1M(kg)c1 a0 (m)a0 (千公里)偏心率
1.98E-121.90E+270.70954.5E+0744.7200
轨道天体轨道号n轨道半长径/千公里
推算值观测值观测值/推算值
木卫五2178.88 181 101%0.003
木卫一3402.48 422 105%0.000
木卫二4715.52 671 94%0.0003
木卫三51118.00 1070 96%0.0015
木卫四61609.92 1883 117%0.0075
木卫十三1611448.32 11110 97%0.1471
木卫六11476 100%0.158
木卫十11700 102%0.12
木卫七11737 103%0.207
木卫十二2221644.49 21200 98%0.169
木卫十一22600 104%0.207
木卫八2323656.89 23500 99%0.40
木卫九23600 100%0.275
表5     仙女座星系团公式常数及推算值与观测值的比较
k1M(kg)c1 a0 (m)a0 (kpc)
1.98E-123.18E+440.7100 7.8E+192.5348
轨道天体轨道号n轨道半长径/(kpc)
推算值观测值观测值/推算值
IV号星系210.1 10 99%
I号星系440.6 40 99%
III号星系563.4 60 95%
II号星系7124.2 125 101%
表6       银河星系团公式常数及推算值与观测值的比较
k1M(kg)c1 a0 (m)a0 (kpc)
1.98E-122.39E+430.711.2E+190.4029
轨道天体轨道号n轨道半长径/(kpc)
推算值观测值观测值/推算值
大麦哲伦云1148.8 50 103%
小麦哲伦云1258.0 60 103%
小熊座-天龙座星系1368.1 67 98%
玉夫座星系1479.0 84 106%
天炉座星系21177.7 180 101%
狮子座I号、II号星系23213.2 220 103%
[楼主]  [4楼]  作者:银河传说  发表时间: 2009/09/29 14:56 

《天体轨道的量子公式》自评

--------------


也许即使公式中所有的n的空档都恰好找到了新天体,这簇公式仍然是‘未证明’的

举例来说——



1、利用错误的波得定则数据却正确地找到了海王星

  大家当然知道那个‘用笔尖发现’的海王星。

  天王星的运动的一些小不规则性使人相信在其外还有另一颗未知的行星;1845、1846年,Adams和Le Verrier根据‘波得定则’预设新天体的轨道半径,然后根据万有引力定律计算出了这个‘新行星’海王星的轨道,据说当时观测认出的位置与预计的只差1度。

  ——但它们用的波得定则的公式数据却是错误的,海王星及此后发现的幂王星的轨道半径与波得定则有较大的偏差,这使得人们倾向于相信所谓的波得定则只是数学巧合;虽然‘量子公式’拟合得较好,但基本上可以看作是拟合;我用‘量子公式’推算过地球、月球的轨道半径的‘量子值’,呵呵,这当然是荒唐的,即便这荒唐中有一点意思 ~_~

 

2、利用错误的热质说却正确地得到了卡诺定理

  今天卡诺定理依然是统计物理的理论基石,但,当初它却是建立在错误的‘热质说’之上的――数学正确而物理错误的例子太多了



3、‘宇中漫步’:数学的拟合能力几乎是无穷的

  我曾对朋友说:看完狮子滚皮球后我总觉得自己时时在‘宇中漫步’,——好像地球飘在银河上、宇宙中,随我走动而转动。

  朋友以为我发烧,我说:你看,我们可以做这样一个数学变换——呵呵,朋友笑了也‘信’了,并说60亿地球人都应该去享受这种‘踩皮球’‘宇中漫步’的飘逸。

  
[楼主]  [5楼]  作者:银河传说  发表时间: 2009/10/12 13:12 

 
 别人看到的是光环,而我看到的是相对较大的出现物质的几率、是驻波、是整数、是‘量子’ 
--------------------------- 
现在人们还不能顺畅地解释太阳系的形成(现在至少有三种主要模型吧^_^),也难以解释旋涡星系的旋臂的形成(个人觉得 ‘密度波'理论有些牵强),从引力的‘万有'的角度来考虑,天体结构的形成,从原初的球状云到‘主序'的盘状和环状,在各种尺度上一定会有一种‘自相似'现象。 


--所以,有时候我就想,一定有一个很宏大而又精妙的理论,它能自然地统一地解释各尺度天体在某一阶段出现‘旋臂'、并由‘旋臂'进而形成次级天体,比如光环、行星。 


--现在关于天体形成的理论中,金斯公式是一个基本公式,它已经和‘波'联系起来了,那么,是不是能进一步地和‘驻波'联系起来呢?有时候我觉得这理论似乎就在眼前,有时候又觉得是那么遥远。 


--如果我们把光环中的小天体看作是出现物质的几率的代表的话,那么,氢电子云和行星的光环是何等相似(注:我学过量子场论,还不至于误解‘氢电子云图'^_^)  

 

 

 

[楼主]  [6楼]  作者:银河传说  发表时间: 2009/10/31 15:59 

对【5楼】说:

 

如果能把星系动力学中的‘密度波理论'和分形几何中的‘孤立子'结合起来的话,有可能会自然地导出那个‘天体轨道的‘孤'子公式'


--我猜测,在原恒星云形成恒星的过程中,也一定有有‘密度波'现象的旋转盘,如果,能有某一个过程,使得‘密度波'蜕化或断裂成‘孤立子波'的话,就可能会自然地解释次一级形体如行星的形成了,现在的行星的轨道只是当初密度波-孤立子波的一个遗迹


--只是不清楚得多长时间才能找到这个谜底。

----------------------------------

星系盘中的密度波会不会就是水流里的艏波或双艏波或分艏波?
--密度波理论还在争论中,这个问题真的是好难说啊

海面上的船艏波与星系盘上的密度波,应当是有着相通的物理规律和数学形式,通过复函数的半平面变换应当能得到这一点

星系核中的两个‘棒头'就相当于两个‘船头'

现在的问题就是怎么由船艏波得到孤立波解了

 

[楼主]  [7楼]  作者:银河传说  发表时间: 2009/10/31 16:47 

如果说 牛顿的时空观启动了机械时代
    爱因斯坦的时空观启动了原子时代
那么 
    分形的时空观将启动生物时代
                 地脑时代
 [8楼]  作者:相对论全错  发表时间: 2009/10/31 18:12 

我篇文章写得还是不错的,虽然不一定完全符合逻辑,但不符合逻辑的物理理论多着呢。建议楼主把它写成规范的论文,发在一些著名网站并依次向期刊投稿。参考文献还是非常重要,比如那些数据,要引用名著的,不要引用国内一般教科书的,努力呀......

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