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时空湍涡方程与三旋几何基础
[楼主] 作者:yetiaoxin  发表时间:2011/05/31 18:16
点击:1665次

 

 

时空湍涡方程与三旋几何基础

----21世纪新弦学概论(6

守义

(湖北汽车工业学院 E-mail:wsynet@163.com)

 

摘要:如果用流体力学的非线性的Navier-Stokes方程(组)的湍流解(场)能够比拟时空的能量场,那么也应该仿效Navier-Stokes方程(组)来建立时空统一场。不同的是:连续流体介质是流体(液体和气体),在时空统一场中连续流体介质是"涡振子",整个时空充满了"涡振子"--流体的"质点",但又不是"点",而是"涡"。

关键词:涡振子 三旋理论 Navier-Stokes方程

 

1、前言

如果用流体力学的非线性的Navier-Stokes方程(组)的湍流解(场)能够比拟时空的能量场,那么也应该仿效Navier-Stokes方程(组)来建立时空统一场。不同的是:连续流体介质是流体(液体和气体),在时空统一场中,连续流体介质是"涡振子",整个时空充满了"涡振子"--流体的"质点",但又不是"点",而是"涡"。在流体力学的三维空间(场)中,有两种流动速度,一是有势速度,一是有旋速度。

假设j是位势函数(j不是机械的位势能),那么,其梯度

                                  (1.1)

即有势速度向量,其中,i,j,k是坐标x,y,z轴方向的单位向量,这里取"-"号表速度向量 从高j位置指向低j位置。j的量纲是 ,是动量矩的量纲(本文不用质量的概念),因此,位势函数j是标量,可称为"扭量",但不是旋度向量。如果 ,即速度向量 ,那么,j就是一个绝对静止和均匀的,没有方向的标量场,可称为"原始位势场",在这个场中,时间、空间和因果关系都没有意义。有势速度向量 就是无旋层流,其旋度

                                (1.2)

按数学定理,无旋层流(或无旋流)速度场含多个位势场(含原始位势场),有势流恒无旋。

如果有另一速度向量 的旋度(或涡度)不等于零,即

                                                      (1.3)

那就是有旋流,有旋流不是有势流或无旋层流(或无旋流),有旋流分为有旋层流和湍涡。

无旋流(含有势流)的速度向量 和有旋流的速度向量 的合成向量

                                                           (1.4)

可满足非线性的Navier-Stokes方程(组),只有用此合成向量作为该方程的解才能正确描述流体的流动场,这样,时间,空间和因果关系开始完全生效。更进一步,如果我们对非线性的Navier-Stokes方程(组)求湍流解,那么,我们会发现,流场中不仅有无旋层流(含位势场)和有旋层流,而且还有复杂的湍涡,这就是湍流。湍涡也是有旋流,但不是层流,其流速较大。虽然有旋流和无旋流(有势流)并行满足Navier-Stokes方程(组),但在线性空间中,它们好象互不相干,然而,在非线性空间中,作者的非线性计算表明并不如此,特别是,下面将指出,在4-时空的非线性场中,它们的能量可以互相转换。

2、湍流研究,

湍流场的特征是:"一个流场的某区域有许多‘湍涡',‘湍涡'是两端非线性自封闭或环形封闭的大、小涡管(见图8 ~ 图12),此即湍流区域。在一个流场中可有多个相互独立的湍流区域。不仅一个湍流区域之外包围着较大范围的有旋层流和无旋层流,而且在湍流区域内的大、小涡管之间也夹杂着范围较小的有旋层流或无旋层流,这些‘流'中涡管的能量密度较大,涡管与其他"流"之间没有绝对的界面分隔,它们是连续的流动介质,而且不停地相互交换能量,因而,这些微小涡管具有不同的随机变化的形状、尺度、方向和涡管强度,它们不仅有较稳定的较大‘拟序结构',而且有杂乱无章和自生自灭的微小涡管;单个涡管之间不能无条件地交换位置,一般来说,各湍流区随流场一起流动。"

作者在研究形成湍流的"转捩"过程时发现,当两涡管在侧面接触时,在两涡管断面涡旋流线之间要发生"异旋相消、同旋相涨"的相互作用。见图1:"异旋相消"(图1.a)的结果是,两涡管之一被截断并同时产生有旋层流,或者,两涡管全被截断并同时产生无旋层流,这样产生的无旋层流或有旋层流就是湍流研究中被称为"喷射"的奇特现象,被截断涡管在截断端能非线性自封闭;"同旋相涨"(图1.b)的结果是,产生许多断面更小的涡管,或者合成断面更大的涡管;无旋层流、有旋层流和涡管之间也可以发生类似"异旋相消、同旋相涨"的相互作用。如此继续相消相涨下去,形成各种湍涡、各种湍流区域和整个湍流场。这就是湍涡和湍流发生的主要机理。

 

图1  涡管断面流线间的相互作用:a 异旋相消;b 同旋相涨。

 

这样,本文将上述四种场统一成一个场--湍流场。诚然,流体力学属于牛顿力学。

2、湍流机理

涡管的断面流线(涡旋)有两种类型:(i)汇流式涡管断面,如图2所示,其中心一定有一个流速较高的汇流圈,是湍流中最大或最小的涡管,大者如非对称"涡街"的涡管,小者如那些时生时灭者,图1.b的"同旋相涨"所形成的就是这种小涡管。(ii)封闭式涡管断面,封闭流线有的是圆(图3.左),有的是任意封闭曲线(图3.中),这种封闭式断面的涡管是汇流式断面涡管发展而成,比较稳定,如上述湍流特征中的"拟序结构", 所谓稳定是指这种涡管如孤立子一样,两个涡管在低速碰撞之后仍会恢复到碰撞前的原状。请注意,这两种涡管断面的中心都有汇流圈,只不过是"圈内流速"的大小不同而已。

     

图2                               图3

 

如果用流体力学的湍流场,对时空背景进行比拟可认为是一个大湍流场,是一个没有空隙的连续体,它有四种场结构,即"位势能","无旋层流","有旋层流"和"湍涡",由它们构成了时空统一场。在微观世界,可以像孤立子理论用孤立波(实际是涡管)比拟微观粒子一样,用湍涡比拟各种微观粒子,显然,这些粒子不是坚实的颗粒,也不是"点",而是涡管,涡管内部是流动能量较大的"涡旋"。不仅湍流区外是大范围的"无旋层流"(含"位势能")和"有旋层流",而且湍流区内的微观粒子也在连续介质流动场--"无旋层流"和"有旋层流"中流动,不仅有涡动(波动),而且有线动,这些"流"之间都是连续的。而湍流区域之外的广大区域是"位势能","无旋层流"和"有旋层流",作为流体力学比拟,"自己"体验自己体内的运动"信息"--这种信息传递按量子靴袢效应(见下述)进行,不需要时间,也就没有校准不同地点的时钟的必要。当然不需要什么相对参考系,也不需要任何特定的"坐标变换"。因此,在这个4-时空坐标系中,物质(能量)运动速度都是绝对运动速度,各种运动都处于非线性的流动状态,其速度向量应该包括时间坐标方向的运动(请见图5~7),即

                                                                                        (2.1)

其中, 是时间坐标轴 方向的单位向量, 是空间的保持迪卡儿坐标系关系的三坐标轴 方向的单位向量, 是 在时间坐标方向运动的速度分量,或称时间运动速度。 的介入使粒子运动速度的绝对值 可大于光速c,也可小于c,因此,

  或                       (2.2)

当然不能适合这种非线性的流动状态,因为在这种不具备能量属性的纯几何时空中,时间坐标 ( )与空间坐标 存在着"垂直"的关系,光速c不变,这就形成了片面的 "光锥"图形,此几何图形只能在相对静止的"亚光速"范围内有一定正确性,如果超光速,必然是因果律被破坏,逻辑学不成立,问题就不能继续被研究下去。实际上,在非线性的流动状态下,非线性微分方程的定解约束条件发生了变化,如果解决了这个前提条件,逻辑学仍然有用,只不过是另一重意义的因果关系,与前一重意义的因果关系没有直接的逻辑关系,因此,问题仍可以继续讨论下去。这就是说,逻辑学是相对的。在广义宇宙4-时空中,可以定义

                                                                                                                   (2.3)

这里, 是待定系数,有一定任意性,可令

                                                                                 (2.4)

其中, 称为时间坐标轴,而 称为空间坐标轴,此三个空间坐标轴维持迪卡尔直角坐标关系。而 与 却不一定存在"垂直"关系(请见图5~7,详见下述),因此,(2.1)式和(2.4)式就共同构成了完整的真正具有能量属性的广义时空

                                          (2.5)

在此给 以限制,让

                                                               (2.6)

并让时间坐标 与空间坐标系 "垂直",那么,由(2.5)式的第一式可得

                 即  

用 乘此式两边,即得上述的闵可夫斯基(平)时空(2.2)式,因此,广义时空(2.5)式包含闵可夫斯基时空,即包含相对论时空,并可进行洛伦兹变换,而且,它当然包含牛顿狭义绝对时空和原始位势场的没有时空。这就是相对论时空的局部性。显然,广义时空是一个广义的绝对时空,与牛顿的狭义绝对时空不同的是,(2.5)式不仅继承并包含了相对论的时空观,即时间和空间是一个统一的整体,物体的形状和几何尺寸与物体的速度向量(能量)v有关,而且说明时间坐标 有丰富的内涵,其中包括下述的"隐性的一维时间球通道"。

3、假设时空充满"涡振子"

  • 流动的时空能量场中的"质点",不是"点",而是"涡旋"(图3.右)。这种"涡振子场"与系统论哲学家拉兹洛(ELaszlo)提出的Ψ场相似[7],可以说有"零点能",但不是"点粒子";这种"涡振子场"也与历史上的"以太场"相似,有像水流或气流一样的局部群体连续流动,但不是以太"质点"的坚实颗粒,且质点之间无摩擦,对这种"质点"我们不用质量的概念。

"涡振子"是体积极其微小的虚粒子,图形如图10所示的光子型球形中性涡管,其尺度很小,可能在  以内,角动量是小幅"弱对称"震荡型,见图3.右,其涡动像机械手表的"摆轮","涡旋能"接近于零,但不等于零。它们因是涡旋(或"波")而相互干涉,如图4所示,因而可以用少数的涡振子储存大量信息,它们之间没有间隙,是连续的,无摩擦,因此,它们有亲和作用--不可分离--连续性。与Ψ场的观点相似,涡振子场承载着整个时空的过去,现在和未来的信息,是一个具有整体性的全息场。时空中任何一个涡振子的微小变化(线动和角动),都会引起整个时空涡振子场的所有涡振子的全息响应,信息到达任何地方不需要时间并被全息场永久地记忆下来,此即"量子靴袢效应"。

"靴绊理论"是G. 丘(G. F. Chew)在海森堡S矩阵理论基础上提出的一种假设,这种假设不承认任何单独的坚实"块状实体"物质,认为整个宇宙的所有物质都是联系在一起的,它们处于宇宙的某种"网络"之中,网络上任何一节点的运动都会像牵动"靴绊"的靴带那样,引起"靴绊"的各个部分一起运动,这种信息传递几乎不需要时间。尽管本文的涡振子流场与G. 丘的靴绊理论的网络不同,但作者欣赏G. 丘的创造性"整体思维",作者仍将本文的整体涡振子场的"全息响应"称为"量子靴绊效应"。事实证明这种"全息"理念是对的。

 

图4

 

因此,尽管涡振子的能量很微小,但却具有微弱的辐射量,这正是时空背景辐射2.726K所反映的能量,这是人类获取时空信息的源泉。反之,如果涡管的旋转角动量恒等于零,那就不成其为涡管,也就没有涡振子,所以,涡振子是准量子,具有量子的特性。涡振子也是大能量的载体,因为"能量场"的能量按场分布"加载"于涡振子场上,因此,涡振子场就是能量场。这样,可以认为,整个大背景就是由"位势能","无旋层流","有旋层流"和"湍涡"等能量结构组成,不过,在引入涡振子场的情况下,它们具有更深层次的含义,这就是:

(1)"位势场"的位势函数是j,可认为是量子力学的波函数,或称"扭量",是能量的表现之一,j的形态就是涡振子,它本身含有微弱的能量,但又是大能量的载体。前面在介绍流体力学时,有位势场(1.1)式应包含时间坐标方向的位势变化,因此,(1.1)式应改为

                      (3.1)

因此位势场包括两个部分,即包含时间位势场

                                                  (3.2)

和空间位势场

                                    (3.3)

这两种位势场都统一在涡振子场中,但不能混为一谈:对空间位势速度 ,能量伴随涡振子一起流动,称为"涡振子流",即下面的"无旋层流";而在时间位势场中,速度梯度 是时间坐标轴 方向的速度向量,其绝对值即(2.3 )式的绝对值 ,其中, ,见图5~7。 的传播须经过以下步骤:某较高能量的涡振子首先将其运动信息,包括速度大小,方向,涡动频率,波长和相位以及它所处的全部量子态信息传给相邻的,或远处的较低能量的涡振子,这种只含有信息,而不具有同等能量的涡振子就是虚涡振子,接着,这个接受信息的相邻的,或远处的较低能量的虚涡振子接受那个较高能量的涡振子的能量,变成高能的涡振子,不过,涡振子的位置不变,流动的只是在涡振子之间运动的能量。

(2)"无旋层流"包含位势场,按照上述的严格数学定义,无旋层流就是有势流,其能量流动方式同上述空间位势场。但是,在流体力学中对无旋层流有另一说法,将这种说法拿到本文的涡振子场的环境下,应该说,它只是"涡振子流"。这些涡振子流动的线动很大,而角动很小,只是维持涡振子各自的微小"弱对称"扭振,它们之间可以有微弱的相对位移,可以交换能量,但不能任意交换位置。因此,流体力学中的无旋层流实际是旋度非常微弱的有旋层流,完全无旋的层流只是一种假设(比如在"空气动力学"中),但是,为了与下面的有旋层流相区别,我们还是将这种旋度非常微弱的有旋层流称为无旋层流。

(3)"有旋层流"也是涡振子的线动量很大的群体流动,也是"涡振子流",但流线上的涡振子的角动及其非对称振动是较显著的,但仍属于角动小于3600的"强非对称"扭振,没有形成涡管,因此,"无旋层流"和"有旋层流"的区别是:"无旋"意味着流线上的涡振子是"弱对称"振荡,而"有旋"则是"强非对称"振荡,这里虽说"显著",但因都是角动小于3600的非对称振荡,没有形成涡管,即没有形成实粒子。对有旋层流流线上的涡振子,可称为"强涡振子",但在没有必要区分的情况下,仍然统称为涡振子。

(4)"湍涡"就是在有旋层流中形成的角动大于3600的连续旋转的"涡振子流"形成的两端非线性自封闭或环形封闭的微小涡管,它是能量密度很大的实粒子,与实粒子的体积比较,实粒子之间的距离很大,中间都是无旋层流或有旋层流。它们之间的能量是连续的,不仅其线动连续,而且其角动也连续,没有绝对的界面把他们分隔开,但因为两者的角动量有随机过渡的混合区域,因此,必有相对的"平均界面"把它们分隔开,这样,在微小涡管(实粒子)与无旋层流(含位势能)或有旋层流之间还是可以区别的。与湍流的各种两端非线性自封闭或环形封闭的微小涡管及其组合对应,所谓"微观粒子",比如电子,光子,夸克,质子,中子以及其他各种粒子就是不同形态的被赋予不同能量的涡振子流涡管或其组合。

5、对三旋理论的理解

5.1、连续方程

涡振子上的能量有两种;一是位势能j,分为空间位势和时间位势,j的梯度即有势速度 ,时间位势就是上述没有涡振子流的位势,而空间位势的能量随涡振子流一起流动,此即无旋层流;另一种能量是空间的有旋速度 ,它具有较大的能量,此能量也伴随旋转的涡振子流一起流动,这种流动包括普通有旋层流和各种能量密度很大的湍涡管(粒子)。当今的物理学的能量运动方式基本是"点粒子"的没有介质流动的相对静止的运动方式,并都被认为只有空间运动和波动,没有时间运动,也没有流动的介质,比如电磁场,尽管是有旋场,但无介质流动,更没有有旋速度 。对"涡振子"和"涡振子流涡管"来说,涡动就是波动,是随机的,可表示成波函数j,可被"量子化",当然遵守"量子力学"的某些主要规律,例如"测不准原理","靴绊原理"和"泡利不相容原理"等。但是,必须特别指出,涡振子场的量子化不仅仅是相对静止的电磁场的量子化,而且包括流动的涡振子的量子化,这就是"更微观的流动量子场论"。

因为Navier-Stokes方程未解,连续介质的湍流场未曾建立,致使(1.4)式

             

的概念一直混淆不清。在物理学中,人们以为,速度就是有势速度 ,也不分空间位势和时间位势,都是空间运动,更没有流动介质的有旋速度 ,因此,关于湍流的认识有助于解决这个难题。根据爱因斯坦质能公式 ,质量的单位是

                                                            (5.1)

注意, [M] 只是"单位",不是数量和变量,动能和动量可分别定义为 和 。图5的能量微团w是4-时空的4-体积元 ,它是一个伪体积元,只有象征意义,而 3-体积元是 ,是真实的体积元。前已指出,能量可以认为是 ,那么,A点的能量密度是

                                              (5.2)

     在连续介质力学中,所谓"连续方程"是指质量守衡,但是,如果将通常的连续介质力学中的连续方程的质量密度用能量密度r代替,那么我们的连续方程就是能量守衡,只要改变这一概念,就可延用连续介质力学的连续方程来描述能量场--涡振子场的"连续性":

                                                        (5.3)

这种连续性是涡振子之间的亲和作用--不可分离所致。

 

图5                            图6                         图7

 

5.2  动量方程

    在能量场流动连续的情况下,见图5,涡振子流能量微团w就是A点涡振子的邻域范围(涡振子尺度),如果 ,B点的速度可用太劳级数展开,并忽略二阶以上的小量,得

       

其中,速度的变化(方向导数)是

      

写成向量矩阵的形式为

                                   (5.4)

因此, 都与时间坐标 有关。在某一瞬间,A点的速度向量为前已述及的

                                              (5.5)

问题是,时间坐标轴的单位向量 的方向应如何确定?见图6,空间速度向量是 ,其端点是D点,如果 的方向不确定,那么,它就是在以A点为中心,以 为半径(更确切地说是以 为半径)的球域C内,并像光源一样在球内向四周各个方向均匀发射。事实上,这是允许的,因为下面的宇宙统一场方程是一个非线性偏微分方程组,它有千千万万的独立解(但不是无限多解),每个解都有各自的"定解约束条件",我们可以利用这些定解约束条件控制 的方向和大小,这就是上述(3.2)式表示的时间位势场,时间坐标方向 可称为"一维时间球通道",简称"时间通道"。 和 的关系就是广义时空(2.5)式的关系,可用平面图7表示,两者成角度b,称为"相角",前述的时间坐标 与空间坐标 "垂直"即 ;另外,在图6中还有一个方向角a。如果将这两向量合成(图7),即得

       

因此,考虑到(2.3)式,有

       

根号前取"+"号,得

               (5.6)

这是A点 的定常形式。因此

                        (5.7)

因为空间速度 ,则 ,且 ,见图6和图7。这就给我们提供了一条重要信息:时间通道的方向在广义宇宙时空中有任意性,可以用调整a,b, , 或 的方法改变 的方向和大小达到我们想达到的目的,甚至让 为负值--"时间倒流"。在这些关系中,时间坐标 和"时间t"(它是时间坐标 的一个因子),很值得深入研究,尤其是 表现为信息态能量。因此,虽然本文的广义宇宙时空以及下面将导出的宇宙统一场方程建立了时间和空间的联系,但是,必须承认,在存在三维空间坐标 的同时,也存在一维时间球坐标方向 ,它们都是4-时空中的坐标方向,它们之间既有联系,又可区别。为了建立宇宙动量场方程,下面利用(5.7)式研究(5.6)式的非定常向量形式。因为

                                   (5.8)

现作偏导数

        (5.9)

同理

                                   (5.10)

此式含以下四种情况:

  • (1) 对一些非定常运动,因为 ,此式的分母中的 不能忽略,例如物体在外加作用下的加减速和一些新星或新星系的产生时,要考虑这种情况;
  • (2) 对有旋层流和无旋层流,它们是涡振子场的局部群体移动--涡振子流,其 很大,而|a|很小,因此,可以认为此式的分母中的 ;
  • (3) 在银河系和其他河外大星系的"汇"口的边缘(见图20和图21),因为"能流--涡振子流"接近于圆周运动,可以近似地认为a ^ v,因此,可以认为 。
  • (4) 在粒子"涡管"中及其周围的辐射,"能流"就是圆周运动,a ^ v所以, 。

对第(1)种非定常情况,我们将在稍后讨论。鉴于后三种定常情况,(5.10)式可近似写为

                                     (5.11)

另外,(5.4)式中速度向量v的方向导数 还可以用有16个分量的二阶张量表示,为了清楚地表示有关偏导数的物理意义,将此张量进行分解,尤其是,根据流体力学的经典推导过程[3],将9个空间坐标的速度导数分量分离为一个对称子张量和一个反对称子张量之和

(5.12)

其中,

        (5.13)

      (5.14)

我们称(5.13)式的第一行为线变形率,第二行为剪切变形率,称(5.14)式为转动角速度(旋度的一半,旋度也称为涡度)。这样,我们就可以明白各速度分量导数的物理意义:在时空能量场中一定有无旋层流(含位势能)、有旋层流和湍涡,而且,(5.13)式和(5.14)式的有旋层流和湍涡只能发生在空间场,而在时间通道,即(5.12)式的矩阵的第一行和第一列中,是不可能产生(5.13)式第二行的剪切变形率的,也不可能产生(5.14)式的旋度(或涡度)。这些结论对空间场和时间通道的研究具有深远意义。

根据上述分析,涡振子流能量微团w(图5)的动量变化为 ,而外部施加给该能量微团的动量变化,是动量对时间坐标 (包括时间t)的全微分 --这是非线性"流动场"的根本特征,否则,不成其为非线性的有连续介质的流动场。那么,时空统一场的动量方程是这两种内、外动量交换的平衡,即 ,因此,得无量纲方程

                                                   (5.15)

此即动量方程,其中,因速度向量 的分量 均与 有关,则 的张量形式为

   

这是一种全新的全微分形式,在(5.11)式的定常近似思维的情况下,此式又可写为

                          (5.16)

联系到(5.4)式中速度向量v的方向导数 的矩阵表示,同样考虑到(5.11)式的定常近似思维,那么,定常情况下的动量方程(5.15)式的张量形式是

       

亦即

                                 (5.17)

此动量方程又可写成微分形式

                               (5.18)

它亦被简称为宇宙统一场方程的动量方程。

5.3  热状态方程

我们对(5.13)式第一行的线变形率有很大兴趣,因为在流体力学中,曾经把 作为图5所示的流体微团的3-体积膨胀率,并把它与压强相联系。但是,因为本文已没有"力"的概念,也就没有压强的概念,因此,我们不把这种体积的变化率与压强相联系。但是,  必然与能量密度r和温度T有关,它反映了能量场的一种热状态。现有的热力学以"分子运动论"为基础,但是,本文的热运动是微观粒子的热运动,即具有连续性的涡振子场中的实粒子的振动,则"分子运动论"不适用。但是,由本文后面的引力相互作用原理和惯性作用原理得知,当粒子的能量增加时,其内涡振子的线动量和角动量增加,即其能量v增加时,粒子的3-体积会缩小或膨胀,因此,我们的粒子(包括涡振子)本身又是可以膨胀和收缩的。这种"可压缩粒子"的"粒子运动论"现在还无人研究。这里,我们只能仿(比拟)Navier-Stokes方程(组)中压强与质量密度及温度的关系,假设这种体积的变化率与能量密度r及温度T的乘积的负值成正比,即

                                                      (5.19)

其中,R是系数,不是"分子运动论"的气体的普适常数,这就是本文的"热状态方程"。如何建立"粒子运动论"确定系数R,尚需研究,作者相信,"粒子运动论"和"分子运动论"必有相似之处。但是,在"粒子运动论"未建之前,可以根据已有的试验数据采用试算的办法用经验决定系数R。

       值得说明的是,在流体力学中,可压缩流体的Navier-Stokes方程组还包括"能量方程",它实际是热力学第一定律。但是,在宇宙统一场的情况下,因为排除了"力"和"质量"等概念,那么,所有的能量都是扭量j,动能E和动量P,它们虽有区别,但本质是一样的,因此,j、E和P可以代表任何能量,包括核反应和化学反应发出的热量和辐射。因此,在这里,无论是热辐射和热传递,或者是电磁辐射和电磁传递以及粒子放射,都可以用下述的五种传递(移动)方式传递并形成平衡,所以,这里的任何能量平衡都可以用前面的连续方程(5.3)式和动量平衡方程(5.18)表示。因此,我们这里没有多余的"能量方程"。

5.4  时空统一场方程组

    因此,仿Navier-Stokes方程(组),在本文的假设条件下,时空统一场方程组被完全建立起来,它们是(5.3)式、(5.18)式和(5.19)式的联立:

                               (5.20)

这就是时空统一场方程组,其中,共有6个方程,6个未知数,包括 r, 和T,因此,此方程组是封闭的,它们虽然是非线性方程组,但却是可解的,作者已有一套解非线性Navier-Stokes方程(组)的方法,用此方法一定能解该非线性方程组(包括下面的非定常动量方程(5.22))。作者现在没有条件(需要计算精度32位以上的超大型计算机和大量人力,这需要国家支持)求解此方程组,也因为本文的篇幅有限,没有给出此方程组的解法,从而给出"定量"的"计算结果",但这并不说明作者不能解此非线性偏微分方程。

5.5  时空中的非定常动量状态

时空的一些局部可能处于非定常状态,在这种状态下,A点 必须是完整的(5.8)式

     (5.21)

而在完整的动量方程(5.15)式中,必须用完整的(5.10)式

 

其中, 即(5.21)式,那么,非定常情况下的动量方程的张量形式仍然为

                         (5.22)

不过,一定要注意, 中可能均含时间t,

5.6  时空统一场方程组的解函数的组成形式

    根据(1.4)式,作为与Navier-Stokes方程(组)的比拟,时空统一场方程组(5.20)式和(5.22)式的解函数所表示的速度向量 应该包括两部分,一是位势函数引发的无旋速度向量 ,一是有旋速度向量 ,因此,本文所谓的动量必须是这两者的合成向量

                                                           (5.23)

它符合广义宇宙时空。根据作者解Navier-Stokes方程(组)的经验,无旋速度向量 和有旋速度向量 在非线性计算中存在非线性的互相影响,不可能是绝对的线性关系,因此,无旋层流不可能逃脱有旋层流的阴影。前面,本文已经承认"涡振子场"是一个随机运动场,因此,时空统一场方程组的解(5.23)式当然含有具有概率波的波函数特性。即使如此,但在"定解约束条件"完全确定的情况下,这应该是一个"决定论"的解,"EPR悖论"理应不存在,但因为"时间波"和超光速等不可观察(即测量不到)因素,要完全在可观察的空间精确确定测量结果简直是不可能的,因此,"测不准"不仅仅只是波尔所说的"观测仪器"和"观察者"对观测结果的影响,所以,在可观察的空间情况下,"测不准"是必然的。

因此,涡振子场是统一场方程组(5.20)或(5.22)式表示的统一场。

5.7  统一场方程组的定解约束条件

    与Navier-Stokes方程(组)能够解决任何流体力学的流场(包括湍流场)的问题一样,时空统一场方程组也能解决时空中,大至大星球,星系,暗物质,暗能量,黑洞,小至微观亚原子粒子的全部问题。因为它是非线性微分方程,关键问题是要准确地找到服从非线性特性[1]的定解约束条件,这可能是最复杂,最困难,最艰苦的任务,事件的"不确定因素"就发生在这里,我们所谓的"定解约束条件的准确性"只能是一个"平均"的量子化的概念。

       确定时空统一场方程(5.20)或(5.22)的定解约束条件主要有两点:一是空间运动的条件,一是时间运动的条件,这两条件必须结合起来应用。

关于空间运动的定解约束条件:我国著名民间物理学家王德奎早在"弦理论"提出之前就提出了一个更超前的理论--"三旋理论",这种理论把事物设想为一个环状圈体(或称类圈体,见图11),类圈体的自旋分为三种:面旋--类圈体绕垂直于圈面的中心轴线旋转,体旋--绕圈面内的任一轴线旋转,线旋--绕体内环中心线(圆)旋转,在3维空间,这种"三旋"可以构成62种变化,因此,这种理论认为,圈比点更基本,作者赞成这一论点,因为本文的微观粒子不是"点"。特别值得高兴的是,上面讨论的涡振子,无旋层流(含位势场),有旋层流和湍涡以及下面将要讨论的微观粒子基本结构,宇宙中大、小星系,星球,暗物质,暗能量,黑洞以至我们这个可见时空和不可见时空等的结构形状都是三旋环状圈体或与其有关。因此,三旋理论为确定时空统一场方程组的定解约束条件建立了几何基础。

6、微观亚原子粒子

关于微观粒子的涡旋结构,根据上述比拟分析,可以认为,所谓实粒子就是涡振子流被赋予不同能量后所形成的两端非线性自封闭的或环形封闭的微小涡管或其组合,它们都因某种超光速的剧烈湍流而形成,后面将讨论的银河系的"左旋"旋转中心(见后述),也就是人们所谓的"黑洞"中就是这种湍流场,微观粒子产生于银河系的"左旋"旋转中心的g暴。当然,这种激烈湍流形成粒子的全过程都在时空统一场方程(5.20)或(5.22)式描述的范围之内,都可以用该方程求解其流动过程的细节。

因为这些粒子都是"涡管"及其组合,涡动就是波动,而不是相对静止的"点"粒子振动(波动)或点粒子中的弦振动。这些粒子分为三种基本结构类型,宇宙中的所有亚原子微观粒子,都是这三种结构类型之一,只不过是被赋予的能量,自旋,形状和结合方式等不同而已。这三种基本结构类型是:

a) 电子型:它是由超光速(见后述)的涡振子流形成的微小涡管,其形状为大半球形的底部凹陷的涡旋结构,见图8,此图表示的微观粒子是一个"光滑"的界面,但由于流体的连续性,它实际是一个随机的平均界面,并不是"绝对光滑"的表面,如图9,以下的粒子图的表面都如此,但再不作如此说明。因为图8是涡旋或涡管,它必然与外边涡振子流场交换能量,又因为形状不对称,则与外边流场的能量交换也不对称,凹端以吸收能量为主,凸端以放出能量为主,因此,凹端能量密度大于凸端,由上面的"引力相互作用原理"说明的时空收缩知,必然是凹端3-体积收缩,而凸端膨胀,在涡旋的旋转方向一定的情况下,这构成了它从凸端指向凹端的运动方向性,这就是单电子的"电势",即旋转磁力线引起的向量位势 ,也是电子为1/2自旋的原因,它必然具有极性--正极和负极,因银河系旋转是"左旋"(见下述),这种涡旋也是左旋,是正电子,那么,其凸端为负,凹端位正;同时,它还可被分为正粒子和反粒子,所谓反粒子就是涡旋旋转方向相对于"凸-凹"方向相反的负电子,那就是右旋,其凹端为负,凸端位正。因此,单电子都是偶极子,不是单极子,一些有极性的单粒子,比如m子,t子等都属于这种类型。这些偶极子的稳定是因为有以下数学定理为证:

     

图8                           图9                        图10

 

 

 

 

 

 

 

图11                                   图12

 

在正、负电子电位差的作用下产生电子运动,电子运动必然产生磁场--随着电子涡管旋转的,环绕电子运动轨迹旋转的涡振子螺旋线"绕流",这就是电磁场理论的磁力线,这种绕流一定是超光速的涡振子流。

b) 光子型:中性,与电子型不同的是它是球形的超光速的涡旋结构或涡管,比如g光子,见图10。光子的产生主要是后面所述的"g暴",但在地球上,g光子的形成原因之一是两极性相反的电子涡管在电磁相互作用中,通过虚光子(实际是虚电子)同旋结合成一个双联光子,然后再分离成两个单光子,但是,这种电磁相互作用必须经历这样的过程:正、负电子都有凹陷端,则在正、负电子结合后要吸收一个中微子以弥补两者结合后的凹陷(吸收能量),才能形成双联光子,然后再分离成两个单光子,因此,其能量平衡必然是 ,而不是通常认为的 , 的能量来源于正、负电子的电势,因此,g 光子的能量是一个电子和一个"半中微子"能量之和。一些中性的单粒子,比如各种能级的光子等都属于这种类型。

为了弥补正、负电子同旋结合后的两端凹陷,正、负电子型半中微子"应运而生",它们是两个极性相反的"电子凹陷"型的半中微子,其他类型的中微子也应如此,这些中微子是宇宙中自生自灭的粒子。可以说,中微子是正、负电子型粒子结合成双联光子而后分离为单光子的信使粒子,各种中微子"幽灵"就是这种表现,它并不在宇宙中永不灭亡。

显然,光子 的自旋是1,一个电子型中微子 的自旋是0 --中微子湮灭,只有该电子型中微子的半中微子的自旋是1/2。

这里充分表明了电磁的起因,首先是正、负电子两端的能量不均衡而引起"时空胀缩"不均衡,从而产生两个极性方向相反的单电子的电势,在两者的电位差促使下,通过一系列的与虚电子(见下述)交换后使两者结合,因而产生电流和磁力线,接着,由于电子型中微子作为信使粒子的介入产生双联光子,最后,双联光子分离成单光子而完成电磁相互作用。

在现有的理论中,正电子和负电子都是单极子,都是一个"点",正电子带正电,负电子带负电,两者互相吸引。但是,本文纠正了这一错误,认为正、负电子都是偶极子,都有自己的结构形态,都有正、付极,这样就有一个问题,正电子的负极与负电子的正极,或者正电子的正极与负电子的负极怎么能相互相对应?原因很清楚,这就是正电子和负电子都处于银河系的左旋的涡振子流场中(见后述),正是这个左旋的涡振子流促使正电子和负电子必须如此对应,当然,这也不排除其他磁场干扰使它们并不如此或者更加如此。

相反,将一个单光子变成一个电子也是可能的,只要从外部给光子施加一个与将要生成的电子极性相反的电子型半中微子的能量,单光子就放出了一个电子型中微子而呈现一端凹陷,变成一个电子。后面将指出,因银河系大旋臂是"左旋",在太阳系产生之初生成的电子都是正电子,而"右旋"的负电子(反物质)产生的部分原因是通过光子演变而来,比如,原子核外负电子和大量自由电子,就是通过核内质子中正电子的库仑势垒由光子演变而成。

电子型和光子型粒子虽然都是"涡管",但中间都有汇流圈,向量位势在环圈内,它们都是初步的"环圈"结构,属于"三旋理论"的"面旋",下面是比较完整的"环圈结构"。

c) 圆环型:单个圆环形的涡旋结构,见图11,其形成过程分两个阶段:

首先,由许多光子型涡管"同旋结合",图12表现了这种组合过程,左图是多个光子型涡管的同旋排列,右图是已形成的环形封闭的涡管,当然,这并不说明环形涡管的管直径一定处处均匀,但整个环圈是绕其圆盘中心垂直线超光速旋转的。促使它组合的原因是一个强度很大的超光速能量涡旋(详见后述),这里只所以要求"超光速"是因为在光子生成后如不立即组成超光速的环形涡管,光子将以光速传走,从而不能组成环形涡管。环形涡管形成后,其本身和周围的涡振子流不仅在圆环断面内作超光速圆周运动--称为"环形绕流"("三旋理论"的"线旋"),而且绕垂直于环形圆盘的中心轴线作超光速的圆周运动("三旋理论"的"面旋"),因此,这个环圈内的涡振子流实际是超光速的环螺旋绕流。

接着,在这个超光速的涡旋的作用下,这个由许多光子组成的环型涡管中的每一个光子,在获得一个与正电子极性相反的半个电子型中微子的能量,从而放出一个电子型中微子后,变成一个正电子,这样,整个环型涡管就变成为一个正电子型环型涡管。环形涡管中的所有正电子的方向相同。这是一种很特殊条件下的费米子同态结合,如上所述,它们在结合时都是光子--波色子,只是后来都变成了费米子。下面将知道,这种组合结果仍然是费米子。

电子型环形涡管的外部必有伴随其内部(电子)涡旋并与之连续的环螺旋线绕流,这就是磁力线--实际是有旋层流--涡振子流。见图13的投影图的红线。在这个电子型环形涡管的环螺旋线绕流的入口,即图13的上部磁力线"汇"口,作环螺旋线绕流的涡振子流因流动收缩而加速,根据上述的"惯性原理",3-体积膨胀;而在其出口,即图13下部磁力线"源"口,同样根据"惯性原理",作环螺旋线绕流的涡振子流因流动扩散而减速,3-体积收缩。与上述电子一样,这会造成从膨胀的"汇口"指向收缩的"源口"的"磁势",这就构成了它的磁极性--N极和S极,同样,按"左旋","汇"口为N极,"源口"为S极,但是,因为环形涡管由正电子组成,流动不连续(见后述),不能形成稳定的向量位势,因此,虽然环形涡管与外部交换能量,显然,它的能量发射大于吸收,如果它单独存在,它会立即解体,因为超光速,这个解体过程看不见。这时,它虽然不能单独存在,但是,如果它附近存在完全相同的同旋电子型环形涡管,那么,它们会因相邻磁势相反而很快互相靠近,见图14,这看起来不符合泡利不相容原理,但只要中间隔着某物,这些圆环形的涡旋结构仍可能联合存在,并可能组成以下三种"再复合"形态:

    

图13                    图14                         图15

 

第一种再复合形态是,上述两个同旋正电子型环形涡管,它们会因磁势而互相靠近,两组磁力线--"环形绕流"(线旋)合二而一,形成共同磁场和共同磁力线,最后形成保持一定距离的双磁极子结构,见图15,这为"中间隔着某物"创造了条件(见下述)。这时,两环形涡管靠共同磁场收缩变形,变成半球形的中间有空巢的环形涡管结构,见图15的上、下半部分,其单体(半部分)具有磁极性,这就是磁单极子(这里借用此名称,实际都是偶极子,不存在单极子)。这种磁单极子不能单独显现,它必须与另一极性相反的磁单极子同时相间排列结合成双磁极子而存在。必须说明,这种磁力线是线旋和面旋的速度合成,因此,它实际是超光速的高速环螺旋线,图15的红线只是这种螺旋线在图面上的投影。这种共同高速环螺旋磁力线保护着双磁极子,这种磁力线就是所谓的"胶子",在"量子色动力学"中,"胶子"是一个抽象的理论名称,这里,我们给它赋予了具体形态和物理意义。这样,就形成了中子和质子的基本壳型,这说明,每个质子和中子都将具有自己的"磁势"。这种双磁极子结构的保护磁力线显示,它的能量吸收必然大于发射,这为生成质子和中子的过程创造了获得能量条件。

7、质子和中子与夸克

    首先说明,在地球上的普通中子和质子中,组成双磁极子的电子必须都是正电子,否则,下面的过程就说不通,这就是"左旋"的正物质。如果组成双磁极子的电子都是负电子,那就是"右旋"的反物质。下面将说明,在地球上以至银河系中主体是正物质,但这并不表示在整个大宇宙中正、反物质不对称。

1)如前所述,在能量场(涡振子场)中,由于强度很大的超光速的能量涡旋促使,形成了被强大磁力线包围并保护的比较稳定的双磁极子,在中间环圈没有形成以前,由于双磁极子的共同磁力线所形成的能量吸收大于发射,则双磁极子吸收的能量应该大于放出的能量,因此,双磁极子有能力促使中间环圈形成并发生质子和中子的形成过程。只有在完成了这些过程后,双磁极子的共同磁力线所吸收能量与放出能量才得以平衡。在图16中,虽然三环圈的面旋方向一致,但中间环圈与上、下环圈的线旋方向相反,因为组成双磁极子的电子都是正电子,因此,中间环圈(黑色的)必然是由负电子组成的环形涡管。另外,中间环圈的作用只是在上、下环圈之间传递能量,使上、下环圈能量交换平衡,因此,由负电子组成的中间环圈所发出的磁力线虽然不完整,但仍是1/2磁力线,它被分为两束,一在中间环圈的外侧,一在内侧,如图16的绿色线所示,与双磁极子共同发出的完整的强大磁力线方向相反,显然,其强度远低于红线所示的由双磁极子发出的主磁力线,因此,3夸克都是费米子,对此3夸克组成的粒子,它与"磁势"对应的自旋也应该是1/2,也是费米子。

 

图16                                       图17

 

2)无论是双磁极子的两环圈上的正电子,还是中间环圈上的负电子,因为有一端凹陷(见图8),这样,在三个环圈的电子排列中均形成一些小空格,因此,这些电子不仅保持原来的绕垂直于环形圆盘的中心轴线作圆周运动(面旋),而且产生了像导线上的电流一样使电子作电传递的电动势,然而,这就必须在三环圈内空出一个大于虚光子尺度的位置,以便电子以光速与虚光子(实际是虚电子)交换而作环形电子传递,因而在三环圈上形成传导电流。因此,在这种"电势"的作用下,上、下环圈必须各排出一个正电子;而中间环圈可能排出一个负电子,也可能排出两个负电子。只有这样才能空出一个大于虚光子(实际是虚电子)尺度的位置以便环形电子传递。这样,上、下两磁单极子环圈就共同排出两个正电子,而中间环圈排出负电子的的数量随上、下两环圈排出正电子的位置而定。

3)上、下环圈被排出的两个正电子的位置分两种情况:(i)如果上、下两环圈排出正电子的位置在同一环螺旋线--磁力线上对齐,那么,上、下环圈释放的两个正电子之一会立即与中间环圈上的相应位置的一个负电子相互作用,在吸收一个电子型中微子后产生一个双联光子(两个单光子),同样,因为"强度很大的超光速的能量涡旋促使",这两个光子是传不出去的,这样,无论是双磁极子的强大磁力线环还是中间环圈的弱小磁力线,都将在同一对齐的位置出现一个整体的对齐"裂口",好像开环的手镯的斜开口一样;这时,所产生的两个光子的能量被磁力线耗散并被用来弥补这种磁力线环的裂口,从而使磁力线环又成了一个闭环,结果,还剩余一个正电子留在三夸克的内部空巢中(见图17),这样就生成了一个质子。(ii)如果上、下环圈排出正电子的位置被错开,不在一条环螺旋线--磁力线上,那么,由上、下环圈排出的两个正电子就分别在各自的位置与中间环上的相应位置的负电子两两相互作用,在吸收两个电子型中微子后产生两个双联光子(四个单光子),其中两个分别弥补两磁单极子因释放正电子而留下的两个磁力线"半裂口",还剩下两个光子将留在三夸克的内部空巢中(见图17)并结合成一个双联光子,这样就生成了一个"不完整的中子"。

4) 这种不完整中子按上述过程形成后实际是不稳定的,因为中间环圈少了一个负电子,三夸克的正、负电子环圈运动的节奏(频率)并不协调。如果这样,如上所述,双磁极子仍然还有能力促使中间环圈增加一个负电子,使其负电子数等于上、下环圈的正电子数。这样,上述"错开"的磁力线"裂口"就有可能"对齐",形成中子的三环圈就与质子的三环圈相同,这就形成了一个完整的中子。但是,这个新增加电子的中子,因为没有像质子那样有空巢中的正电子约束而易衰变。这就是为什么中子衰变为质子的原因。

5)在双磁极子上的正电子,一方面绕垂直于环盘的中心轴线作高速圆周运动(面旋),另一方面像导线上的电流一样作电子传递,因此,其电流强度是很大的,这必然形成强度更大的甚至是几倍光速(至少是两倍以上)的高速磁力线,虽然三环圈的整体转动方向相同,但上、下环圈中的电流引起的磁力线与中间环圈的电流引起的磁力线方向相反且不完整,中间负电子环圈所产生的磁力线的强度显然远小于上、下环圈,它就抵不过双磁极子的这种强大的完整磁力线。这就是作高速螺旋运动的磁力线--胶子维持的能量内、外交换平衡对三夸克的强大封闭保护,这种保护的机制是:因为磁力线的流速很高,一般的低速干扰不易使其损失能量,因为是高速的环螺旋线绕流,那么在某处损失的能量会立即从另一处吸收进来,这样,使这种强大磁力线永远保持比较稳定状态,也就是磁力线的向量位势场封闭,亦即是 ,这就是"夸克禁闭"。另外,因为中子和质子的两磁单极子的电流断面是单电子截面,电流的过流断面很小,这种强磁场作用只能是"短程"的,这就是下述的强相互作用是"短程"的原因。

6)上、下环圈中的电子流动速度及其上的电子的传递速度之和肯定远远超光速,可以说超两倍以上光速,因此,这种质子和中子的磁力线是超两倍以上光速的、以环螺旋线方式流动的涡振子流,它实际上是"线旋"和"面旋"的合成涡旋;在这种高速的高能状态下,如果三个环圈不按上述质子和中子的形成过程的"规则"释放正、负电子并产生相应的相互作用,那么,这三个环圈的能量就不会稳定,会立即超光速解体。

7)三夸克的内部空巢是一个"陷阱",任何粒子只要掉入其中,如果没有外加作用,就很难逃出来。对质子来说,陷阱中正电子的运动速度与三夸克中的正、负电子流有关,因中间环圈的负电子流的相反磁力线的存在,必然减速而低于光速,其位置是随机的;由于三环圈是超光速面旋,它不可能与中间环圈中的负电子发生作用,只能在"陷阱"中做低于光速的随机运动--类似于分子的布朗运动,这样就形成了质子的随机正电场,这种正电场与核外电子一起必然削弱质子周围的磁力线,其削弱程度也可能是一个 g 光子的能量。

这样形成的中子和质子完全符合已经被实验证实了的泡利关于中子衰变的预言:在核衰变中,中子可以衰变成质子 ,但此能量仍然不平衡,因为质子中的正电子受中间环圈的负电子流的影响,必然急剧减速,使这个正电子的转速远低于双磁极子中正电子的转速,这必然削弱质子的总磁力线--胶子的能量,而中子中的双联光子并不削弱其胶子的能量,所以,与中子比较,质子的胶子能量小。如果质子的胶子的这个被"削弱"的能量是一个正电子的向量位势,即一个单光子减半个电子型中微子的的能量,亦即 ,那么,根据 ,中子衰变成质子的能量平衡式是 ,其中,g光子立即以光速传走,则很难在试验中发现,因此,中子衰败成质子的能量式不仅仅是现在普遍认为的 。

同时,正如以上所述,这样形成的中子和质子以及其中的夸克都符合泡利不相容原理,属于费米子。因此,这不仅证明了这里的关于中子和质子的夸克结构模型的形成过程是正确的,而且也进一步证明了前述已纠正过的关于电子和光子的结构模型及其相互平衡的关系 的论断也是正确的。因此,全部粒子都应该有自己的内部结构,有人认为"自旋"是粒子的一种结构,这和本文的思路是一致的,但"自旋"不应仅仅是一个抽象的概念,而是有其具体的结构形态。

8、宇宙是一个大黑洞

根据天文学观测,人们所谓的"黑洞"(不是真正的黑洞)的"吸引力"非常大,据说,任何物质(包括光子)或能量都不能逃脱这种"黑洞"的吸引。作者认为,这种所谓的"黑洞"的形成是有条件的,一般是在大星系(包括河外星系)的旋转中心,比如银河系的中心,见图20。由于大星系的涡旋是图2所示的汇流式涡旋,中心必有汇流圈,其中心有旋层流的旋转速度很大,其3-体积一定急剧收缩,产生很强的引力相互作用,这必然产生超光速的湍流;而且,大星系外围的许多弱小星系或星球的大量粒子(涡管)因随汇流式涡旋高速进入汇流圈,发生高能碰撞而解除夸克禁闭,因此,这些涡管(粒子)和高速有旋层流之间必然发生"异旋相消和同旋相涨"的相互作用,见图1,此作用是剧烈的,一方面是"同旋相涨"大量产生新粒子,首先产生大量的g光子,或g暴,然后按上述质子和中子的产生过程产生大量质子和中子,进而产生各种粒子,随即产生新星或新星系,因而发生十分强烈的时空收缩,产生更强烈的引力相互作用;另一方面是"异旋相消"又产生高速无旋层流和有旋层流。它们因线动惯性很大而一起"汇"入"黑洞"--汇流圈通道,正是这种"汇"(即div V < 0)导致了这种可怕的"吸引"。因此,在"汇口",其运动的激烈必然是超光速的,以致使光没法传出,我们根本看不到其中到底发生了什么,在当今的科学水平下,这种"黑洞效应"只有用宇宙统一场方程组(5.20)式或(5.22)式的解才能得知其细节。

如果把一个大星系,比如银河系的外部旋臂(见图20)放在一起,大星系就像一个整体呈扁椭圆体的"圆盘型的环形封闭的螺旋循环圈",见图21,环圈中心就是汇流圈,整个圆盘是可见的,它的流动不仅在平面内作对数式螺旋运动,而且在环面上作缠绕式螺旋运动,整个流动的流线是这两种螺旋运动的合成,对图21的银河系而言,其旋转方向是向下左旋。作者认为,图21中心的上部喇叭型口是无旋层流和有旋层流的"汇"口,其下部必有一个与汇口对称的喇叭型"源"口,从上部汇口到下部源口的中心汇流圈通道(包括汇口和源口之外的附近区域)即人们所谓的"黑洞",上述被强烈吸引并产生剧烈作用后生成的物质--新星或新星系进入"汇口"后,因为离心惯性,它们又重新加入到大星系中并成为其"亮星",大星系的所有亮星就是这样形成的,太阳系当然也是这样形成的;汇入的有旋层流(暗物质)同样因离心作用也加入大星系主体汇流;剩下的无旋层流因离心惯性很小,而线动惯性很大,必以高速流过中心"汇流圈"通道,再从下边"源"口流出,见图21,它必然形成大星系"圆盘"的环形绕流(王德奎三旋理论的"线旋"),也就是说,整个圆盘的外部将被无旋层流的环形绕流(线旋)环绕,这种环形绕流形式与图15 ~ 图17的磁力线(红线)的环形绕流相似,但因是无旋层流而看不见。因此,这种所谓的"黑洞"实际又变成穿过各大星系圆盘的中心汇流圈通道的高速无旋层流的环形绕流。环形绕流就是环形自封闭的涡旋,这是一个尺度很大的涡旋,以致可以称为"无旋层流"。

本文的"黑洞"就是整个宇宙的无旋层流和原始位势场,这就回答了被所谓的"黑洞"所吸收的能量到哪里去了的问题--被整个宇宙"均匀地吸收了",所以,在所谓的"黑洞"问题上根本就没有什么"对称性自发破缺"。各大星系在它的中心"汇口"前损失的能量可能会从它的无旋层流的环形绕流中得到补充,保持这个大星系能量平衡,只因为它是"暗"的或"黑"的而看不见。因此,与磁力线形成夸克禁闭的原理相似,有序的无旋层流绕流构成了宇宙中绝大多数大星系稳定的原因。

参考资料 

[1] 周光坰等.流体力学[M].北京:高等教育出版社,2000.

[2] 张启仁.量子力学[M]. 北 京:高等教育出版社,1989.

[3] 郭士堃.广义相对论导论[M].成都:电子科技大学出版社,2005.

  • [4] (美)斯蒂芬韦伯著,胡俊伟译,看不见的世界[M],长沙:湖南科学技术出版社, 2007.

[5] 王德奎.三旋理论初探[M].成都:四川科学技术出版社,2002.

[6]王守义.不可缩球绕流的Navier-Stokes方程的解[J].湖北汽车工业学院学报,2000,14(3):1-17.

 

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