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提炼公式
朱永焕老师是1982年开始用华东师大仪器厂生产的卡文迪许秤做“万有引力”实验的。经过反复实验和无数次计算,他测出旋转球周围的引力不仅含有法向分量Fn,而且含切向分量Ft,且切向分量与小球所处位置限大球赤道平面夹角α有关。具体公式如下:(1)F=Fn+Ft;(2)Fn=GMm/y2;(3)Ft=KGmwcosα/y2。其中k为系数,由做实验比较得到k=0.44,w为旋转球角速度,单位是圈/秒,α为两球质心连线与其在旋转球质心所在最大旋转角(类似地球的赤道平面)投影的夹角。其余字母与牛顿定律中的一致。当球M自转时,两球之间的引力不仅有法向分量Fn,而且有切线分量Ft,即F=Fn+Ft。法向分量方向线向对方质心,切向分量方向与Fn垂直。朱老师说,如两球处于静止状态或相互没有切割引力线,则F=Fn,Ft=0,即得出现有的万有引力定律,但毕竟茫茫宇宙中,没有不自转的星球,故Fn为保守力,Ft为涡旋力。
证实现象
朱老师介绍说,公式是抽象的,也是比较“死”的,但它可以形象地解释证实并精确计算一些现象。
其一,在“地-月”系中,由于地球自转对月球产生涡旋力,使月球公转加速并使月球自转减慢直至自转周期等于公转周期。由于牛顿第三定律可知,月球也有反作用力于地球,使地球自转变慢,周期变长。对于无液体的月球,这是万有引力中的起潮力难以解释的;因为它没有涉及涡旋力,而用新公式中切向分量的引力则可解释。
其二,上个世纪90年代,美国航天局科学家用牛顿“万有引力定律”计算轨道,最后运行速度总是变慢,且方向发生变化,在1998年,科学家又意识到探测器减速的速度要比预期快,虽然这一额外加速度非常小,只约相当于地面重力加速度的一百亿分之一,于是科学家们开始质疑牛顿的“万有引力定律”,认为其存在局限性,但美国科学家们始终无法解释并计算这个减速误差值。朱老师告诉记者,科学家们的质疑与他的实验不谋而合。经过计算,他将这个数值精确至1.18x10-10(即百亿分之1.18),同科学家预测的数据较吻合。朱老师还定性分析,“先驱者-10”、“伽利略号”等宇航器都是在地球发射,脱离地球轨道(地球涡旋)去探测木星的,虽然脱离了地球涡旋,但仍处于太阳涡旋中。由于地球距太阳近,故地球公转轨道附近受太阳涡旋力大,而木星离太阳远,故涡旋力小。以地球公转轨道附近作为参照系,观测木星公转轨道附近的航天器就会觉得减速了。
其三,科学家已观测到由于潮汐力等原因,地球自转周期每100年慢0.00165秒,以“地-月”系作为研究对象,以朱老师得出的涡旋公式进行运算,结果比该数值小,但属同一数量级,也证明此公式较为合理,也可证实水星近日点的进动为百分之一度。此爱因斯坦早年提出的广义相对论中的“引力框架拖曳”问题。
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