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上一主题:电磁场和万有引力场的统一 下一主题:用电磁波包解释康普顿散射
[楼主]  [151楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2013/07/27 12:44 

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[楼主]  [152楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2013/07/27 13:57 

向喷发物质的速度应是相同的。那么,红移和紫移速度应是相同的。但实测的结是不同的,为什么是这样的呢?
其实,在和SS433零距离来看,朝着两个相反方向喷发物质的速度是相同的。红移和紫移速度也是相同的。因为阻尼的关系,所以这种速度红移和紫移到达地球的光除了原红移和紫移外还要附加一个阻尼红移,于是速度红移加阻尼红移后总的红移变大。速度紫移加阻尼红移后总的紫移变小。这一解释就是非常合理的了。具体地列出方程:
30000千米/秒 + x=50000千米/秒 - x
解此方程得:x = 10000千米/秒
也就是说,经过了11000光年,产生了一个10000千米/秒的阻尼红移,这样实际速度红移为40000千米/秒;实际速度蓝移也是40000千米/秒。这样一个让人百思不得其解的问题就这样简单地解决了。
[楼主]  [153楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2013/07/29 12:29 

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[楼主]  [154楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2013/07/29 19:23 

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[楼主]  [155楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2013/07/29 19:33 

这里的V原是指小船的速度,在把光比作小船则就是光速c了。
这正是洛仑兹尺缩。
所以我们完全可以用纯数学的方法得出洛仑兹收缩。
五、狭义相对论是唯心论
相对论与其它学科的认识存在着严重的矛盾。历史上,我们盲目地相信相对论,缺乏与其它学科认识的比较研究。在相对论中推翻了的概念在其他学科中依然成立,这必然导致矛盾冲突。不能认为所有的现代物理学都是以狭义相对论为基础的。
尽管狭义相对论解释了许多实验,但是没有揭示出相对论效应的物理本质。狭义相对论不能够对运动学效应进行解释,至多只是一个假设或原理。这是一种没有力量的表现,很难使人信服。没有检测手段,物体怎样知道自己的运动速度?为什么随速度增大会钟慢尺缩?为什么随速度增大质量会增大?是谁来操纵钟慢尺缩和质量的增加?没有任何人能回答这一问题!
由于人们对光的本质不了解,认为只要把发光体放在动坐标系中,动坐标就会带动它所发出的光一起前进,就象前进的火车能带动人一起前进一样。这是一个致命的错误,一般情况下,只有电子能带旋以太,没有任何物体能带动以太和光。
我们知道,只有和动坐标一起运动的物体才有牵连速度。例如仅有火车上的东西才具有火车的牵连速度,空中的飞机,地上的汽车,海里的轮船就不具有火车的牵连速度。它们与火车的运动速度是完全没有关系的!
所以,在使用伽利略变换时,就要特别注意,只有确实和动坐标系一起运动的东西,才具有牵连速度,由于光不能被坐轴带动,也就是说,尽管动坐标系在运动,但光并不随动坐标一起运动。光的运动与动坐标系的运动速度u′ 是完全没有关系的。于是,对光而言,在使用伽利略变换时,u′ 永远为0。或者说,在动坐标系中碰到发光体,在进行光的速度处理的时候,只要把发光体所发出的光,以光速c从动坐标系中转移到静坐标系中就行了,就这么简单。
于是,伽利略变换是对的,光的传播速度不变也是对的!当然,洛仑兹变换就是错的了。狭义相对论不分青红皂白地认为光能和动坐标系一起运动的观点不值一驳。
英国物理学家洛奇(OliverJosephLodge)在1892年做了一个钢盘转动实验,以试验以太的漂移。他把两块靠得很近(相距仅1英寸)的大钢锯圆盘(直径为3英尺)平行地安装在电机的轴上,高速地旋转(转速可达4000转/分)。一束光线经半镀银面分成相干的两路,分别沿相反方向,绕四方框架在钢盘之间走三圈,再会合于望远镜产生干涉条纹。
如果钢盘能带动其附近的以太旋转,则两路光线的时间差会造成干涉条纹的移动。但是,不论钢盘转速如何,钢盘正转与反转造成的条纹移动都是微不足道的。洛奇写道:“以太被转盘携带的速度不大于转盘的1/800”。因此,试验证明,钢盘是不能带动光的。
当光源向你快速运动时,光的频率会增加,表现为光的颜色向蓝光方向偏移,即光谱出现蓝移;而当光源快速离你而去时,光的频率会减小,表现为光的颜色会向红光方向偏移即光谱出现红移,因此,在光现象里存在多普勒效应。
于是,有人会提出,光的多谱勒频移不是证明光能被带动吗?回答是否定的。多谱勒频移不是光速的带动,而是频率的带动。它们完全是两回事。光一旦从发光体发出后,它的速度便与发光体的运动速度没有关系。但它的发光频率是由发光体所决定,是和发光体的速度连在一起的。
设与光源之间距离为S,且同光源保持静止,光源射来的光的频率不会有任何变化。如果光源向你快速运动,当光到达你的眼睛时,光源也向前运动了一段距离,使得光源在发出的光在同一时间内,距离S变短,但同一光源在同一时间内频率的次数是不变的,因此光的频率会增加,表现为光的颜色向蓝光方向偏移,即光谱出现蓝移;反之,而当光源快速离你而去时,距离S变大,同一光源在同一时间内频率的次数也是不变的,因此光的频率会减小,表现为光的颜色会向红光方向偏移即光谱出现红移。
因此不能把光的多谱勒频移作为光能被带动的证明。
六、狭义相对论是迷失物理方向的典型案例
物理本质和数学描述是相辅相成的,但物理本质第一,数学描述第二。没有数学描述,物理现象就不能深入;没有物理本质,就会迷失方向。如果力,电,磁,光的物理本质并不清楚,仅仅知道其数学公式,就非常容易迷失方向。其实,从爱因斯坦开始,物理学的某些方向就已经迷失了,因为他不理会力,电,磁,光的物理本质,过分迷信于没有物理意义的公式。
在历史上,牛顿是伟大的,因为牛顿三定律锁定了力是一个碰撞过程。从而把天上的力和地上的力统一起来。
麦克斯韦是伟大的,他的两个关于磁的方程组,就锁定了磁是以太的涡旋,从而进一步把电和磁统一起来。
更值得一提的是法拉第,他根据电能生磁,那么磁也一定能生电这一物理本质,把磁铁和导线拼来凑去,花了十年时间,将磁铁往线圈里一捅,终于把电给捅出来了。我们无法知道他将磁铁往线圈里一捅,究竟用了多深奥的数学公式。但是,我们知道,电是用物理的方法捅出来的,而不是根据数学公式算出来的。
更加奇妙的是,麦克斯韦苦苦地追求法拉第力线的物理本质,精心钻研十年之久,提出各式各样的物理模型, 用高超的数学手法,方能总结出麦克斯韦方程组。
爱因斯坦就没有那么走运了,由于他忽视物理本质,过分追求完美的数学方程,把人们引入数游戏之中,从而迷失了正确的物理方向。狭义相对论是迷失物理方向的典型案例。
[楼主]  [156楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2013/07/30 12:16 

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[楼主]  [157楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2013/07/30 17:46 

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[楼主]  [158楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2013/07/31 04:19 

[楼主]  [159楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2013/07/31 16:19 

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[楼主]  [160楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2013/07/31 16:28 

这个出人意外的“零结果”具有重大意义,它从根本上否定了“以太”的存在,确认了光速在真空中是个恒量,揭示了绝对时空观的局限性。1905年,爱因斯坦在光速不变性和相对性原理的基础上,建立了狭义相对论,完成了人类对时空认识的“突破”。爱因斯坦是这样来评价迈克耳逊一莫雷实验的:“有许多否定的结果不是都十分重要的,但是迈克耳逊实验却给出了一个任何人都应当理解的真正伟大的结果。”
相对论出现后的90多年里,从被反对到被认同直至发展到一度盲目崇拜,今天又从科学宗教地位上滑落下来,重新接受全世界科学工作者的批评和审查,这不仅对自然科学的发展有着重大的意义,而且对唯物主义哲学的发展也有着不可估量的价值。
目前,象丁格那样相对论的反叛者越来越多,批评相对论的国际学术活动更是高潮迭起频繁有加;自然哲学联盟、非正统哲学联盟和物理促进协会等“非正统”学术团体一个个相继问世;批评相对论的学术期刊如Galilean Electrodynamics,Apeiron ,Hadronical Journals 和Physics Essays等犹如雨后春笋,批评相对论的学术论文专著势如潮涌。
国际学术组织自然哲学联盟每年都在北美召开多次“向当代物理学和宇宙学挑战”学术报告会或研讨会。俄罗斯尽管经济极度困难,俄科学院等主办的批评相对论的国际学术会已连续举行了6届,一届比一届规模更大、更隆重……正如美国著名《能源》和《伽利略电动力学》杂志主编贝克曼(P.Becmann)教授所总结的:“从加拿大到南非,从欧洲到澳大利亚,从圣彼得堡到北京 ……相对论在‘空前成功’了近90年后仍遭到如此广泛的抵制”,声势之大为历史所未见。
针对有段时间,某些传媒狂热地吹捧相对论和爱因斯坦,世界上许多严肃的科学家始终保持头脑清醒,冷眼相看相对论。国际著名科学家、诺贝尔物理学奖获得者阿尔文(H.O.G.Alfven)认为相对论“不过是一个小摆设”,“抹杀了科学与伪科学之间的界线”。德国资深理论物理学家韦斯雷(J.P.Wesley)博士说:“相对论从来不顶用”。美国得克萨斯大学终身荣誉物理学教授伯纳斯(J.G.Bernes)称相对论是“一场灾难”,“是改变盲目迷信相对论的时候了!”我国已故著名理论物理学家卢鹤绂院士耄耋之年冲破重重阻力,向世界推出“向爱因斯坦挑战”的檄文后留有遗言:“一般编辑部不敢登这篇文章,他们迷信爱因斯坦,怕人家说他们不懂物理学。”
科学要发展,学术交流、批评不可少。科学总是在检讨、批判旧学说、旧理论中得到发展。当前,新替代理论也只有通过充分认真分析包含在相对论内的谬误才能开拓出来。相对论的谬误不澄清,新替代理论即便出世也将扼杀于摇篮,当代科学的发展终成空话。相对论的是非真谬与功过得失问题,只有遵循“双百方针”通过摆事实讲道理的学术争鸣来解决。
“青山挡不住,毕竟东流去”。著名理论物理学家韦斯雷博士说得对:“相对论时代已告终结”。科学正面临着一场空前的革命,任何势力无法阻挡。
其实爱因斯坦本人在晚年对自己的相对论是否正确也是有怀疑的和底气不足的。
历史地看,爱因斯坦是一个伟大的思想家,他光明磊落,虚怀若谷,勤俭朴素,谦虚谨慎,反对崇拜。敢于承认错误,是一个品德高尚的人。
狭义相对论完全错了,这又怎样?人非圣贤,孰能无过?客观地说,狭义相对论的主要观点不完全是爱因斯坦一个人提出来的,最先是由菲兹杰拉德和洛仑兹提出来的,即使没有爱因斯坦也会有人提出相对论。我们不能因为有人提出了一个错误的理论,就完全否定这个人。爱因斯坦在光量子理论、热力学等其它方面也有很多的建树。
爱因斯坦的一个重要品质是能勇于承认自己的失误,谦虚地回顾自己已被世人承认和称颂的成就,说明了爱因斯坦实事求是,尊重科学的坦荡胸怀。
爱因斯坦如实地说:“很多试验不能证明相对论,只要有一个反例就可以推翻相对论。”
狭义和广义相对论已构成了半个多世纪以来大部分物理思想和探索的的基础,但令人惊异的事实是:对这两个理论的正确性就连爱因斯坦也进行过反思。甚至在晚年被他自己所否定。这是多么高贵的品质啊!
在爱因斯坦去世的前六年,他在给一个朋友的信中写道:“你料想我是怀着怡然自足的心情来回顾我一生的工作吧。但是仔细分析一下,却完全不是这么一回事。没有任何一个概念是我深信能站得住脚的,我也不能肯定总的来说我是否在正确的道路上前进”(摘录于《国外科技动态》80年8期第36页)。
上一信件在《爱因斯坦文集》中也能得到证实:爱因斯坦本人在其70岁生日时给老友索洛文的信中,他写道:“你一定想象我在此时此刻一定是以满意的心情来回顾我一生的成就。但是仔细分析一下,却完全不是这么一回事。我感到在我的工作中没有任何一个概念会很牢靠地站得住的,我也不能肯定我所走的道路一般是正确的。……但是确实有一种不满足的心情发自我自己的内心,这种心性是很自然的,只要一个人是诚实的,是有批判精神的……”(《爱因斯坦文集》第1卷,商务印书馆1976年,许良英、范岱年编译,第485页)。
“没有任何一个概念是我深信能站得住脚的,我也不能肯定总的来说我是否在正确的道路上前进。”这就充分说明晚年的爱因斯坦已经悄然醒悟。
爱因斯坦悄悄地把他自己完全否定了,他否定了什么?他当然是否定了相对论,因为爱因斯坦的名字总是和相对论连在一起的,迈克尔逊——莫雷的试验在当时甚至现在的解释是错的,人们沿着这一个错误解释的道路前进,当然任何一个概念都是站不住脚的,也不是在正确的道路上前进。
既然狭义相对论完全错了,有不有一个正确的理论来代替它呢?
答案是肯定的!狭义相对论从完全否定了以太入手,这是一个历史性的重大的错误。就象在泼洗澡水时把小孩也泼掉一样。以太是一种物质,对于弄清磁和光的本质是非常关键的。我们只要顺着以太和电磁光的本质这样一条路子走下去,只要使用牛顿的理论就行了。这一点我们已经详细谈到。
总而言之,从对迈克尔逊——莫雷试验的错误认识开始,相对论受到了人们过分的赞扬和尊敬,就连爱因斯坦自己也非常惶恐。这不是爱因斯坦的过错,也不是爱因斯坦的功劳,而实在是一种命运的嘲弄。这种命运实际上是一种可以不负责任的媒体的炒作。实际情况就是这样的,有什么办法呢?好在历史是公正的,就让历史来最终评价相对论吧!
 [161楼]  作者:detongpu  发表时间: 2013/08/08 13:40 

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[楼主]  [162楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2013/08/10 09:56 

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[楼主]  [163楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2013/08/10 11:24 

[楼主]  [164楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2013/08/10 14:12 

[楼主]  [165楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2013/08/10 14:56 

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[楼主]  [166楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2013/08/10 16:54 

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[楼主]  [167楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2013/08/11 18:08 

[楼主]  [168楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2013/08/12 10:37 

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[楼主]  [169楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2013/08/12 12:53 

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[楼主]  [170楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2013/08/12 13:32 

第六节 千秋功罪试评说
一、狭义相对论的对与错
狭义相对论是对还是错呢?如果错了,又错在何处呢?其实相对论的产生有重要的历史背景。这就是晴空万里的物理学天边出现了两朵乌云,其中一朵是迈克尔逊——莫雷试验的零结果。这个零结果当时在物理学上是百思不得其解,最后导致了洛仑兹的“尺缩钟慢”的假设和洛仑兹变换的出现。
狭义相对论中有一条光速不变的假设。其实,光速不变原理也是爱因斯坦根据迈莫试验推导出来的。迈克尔逊认为:站在地球上,与地球运动方向相反的光的速度是c+v,与地球运动方向相同的光则是c-v。按照这一观点和试验的相关数据就可以计算出迈莫试验仪器上有0.4个干涉条纹移动,但实际上干涉条纹没有任何移动。这就说明光的速度与v无关。或者说,光的速度与惯性系的速度无关。这就是光速不变原理。
所以不彻底弄清迈克尔逊——莫雷试验的原理就无法推翻狭义相对论。迈克尔逊试验中有这样一条不言而喻的原理:以太对光来说是流体。这条原理有不有问题呢?
迈克尔逊原本是想以精确的实验为以太的存在提供证据,想不到结果却是适得其反,它从根本上否定了以太。但迈克尔逊是一个坚定的以太论者,并不认为实验否定了以太,而是试验某个环节出了问题。他至死念念不忘“可爱的以太”。
是什么地方出了问题呢?如果是试验原理有问题,以太对光不是流体那就只能是固体。
以太对地球是很稀薄的流体,因为地球在以太中几乎是可以无阻力地运动。但地球可以看成是一个很大的粒子,完全没有波动性。以太对地球不是固体,那么以太对光能不能是固体呢?因为光具有波动性。
人们普遍认为:固体永远是固体,流体永远是流体。但是这个成见对波的传播来说并不一定成立。
波实际上是由一种往复振动形成的。往复振动时,介质的受力是交变的,当交变力的频率太快,介质向一个方向受力运动后,几乎马上又要受同样大的力向相反方向运动,介质因惯性的缘故根本就来不及作这样的运动。于是,流体介质的微粒象固体分子一样只在平衡位置振动而传播波。此时传播波的地方的介质的流动性自动消失了,或者说此时传播波的介质变硬了。这里所谓的“硬”,实际上是指介质微粒的活动范围小到和固体分子活动范围一样,波在流体介质中的传播就变成像在固体中传播一样。由于波在固体中的传播速度要比在液体中快得多,所以只要波的频率足够大,波在流体介质中的传播速度就可以和在固体介质中一样快。这就是高频率波动介质变硬说。
通常情况下,声音在水中的传播速度为1450米/秒,但20多年前人们惊奇地发现,当超声波频率达到几个特(1特=1012)赫兹时,它在水中的传播速度竟增加了2倍多。这就证明了只要频率足够大,介质微粒的运动就可以小到和固体一样而变硬,从而使波的速度大大增加。因为声波在固体冰中的速度约为3160米/秒,这正好是1450米/秒的2倍多。也就是说,频率达到几个特的超声波在水中的传播速度就象低频超声波在固体冰中的传播速度一样。于是我们可以认为水对频率达到几个T的超声波的传播变得象冰一样。
要注意的是:波动介质变硬说是介质在传播频率很高的波时,因交变力和介质的惯性的共同作用而表现出的类似固体的一种性质。它和因为分子间吸引力大而将分子束缚在一起形成固体的变硬是完全不同的,波动介质变硬仅仅对频率很高的波才适用。同时不是在所有地方都变硬,只是在波传播的地方变硬,这种变硬用其他办法是探测不到的。
由于真空中的以太是传播光的介质,真空中的以太和水一样,对地球来说是一种流体;而光和声音都具有波动性,光的频率又非常之高,频率最小的红光都超过了400特。因此,有理由认为光在以太中的传播类似于频率达到几个特的超声波在水中的传播,因为它们的物理本质是一样的。我们就得到这样一个推论:以太对光的传播就好象固体一样。
一个严重的问题出现了。迈克尔逊是根据以太对光来说是流体的前题来设计他的试验的,以太对光的传播好象固体一样就说明他的前题是错误的,这个试验的所有的具体计算也都错了。
迈克尔逊——莫雷试验令人信服地和漂亮地证明了真空中的以太对光传播的地方好象固体一样。这就是说以太的确是传播光的介质,以太在传播频率很高的光时能“变硬”,也就是证明了以太的涡旋具有惯性。我们在这里就找到了以太的涡旋是一种有惯性的物质的确凿证据。所以迈克尔逊——莫雷试验正好证明了以太是一种有惯性的物质,以太的确是存在的。
波动介质变硬现象由于非常罕见而没有引起人们的重视,迄今为止仅仅发现频率很高的超声波在水中传播这样一个实例。以致这一现象一百多年来没有引起人们的重视,即使是现在仍然鲜为人知。但它确实用波动理论推翻了人们对迈克尔逊——莫雷试验零结果的原有解释,推翻了人们否定以太的结论。
有了迈克尔逊试验零结果的新解释,光速不变原理就不成立了。尽管站在地球上,与地球运动方向相反的光的速度是c+v,与地球运动方向相同的光则c-v,但迈莫试验根本无法测出v。因为以太传光似固体,对光而言,根本就没有流体的以太风。迈克尔逊干涉仪两干涉臂上的光没有光程差,干涉条纹根本就不会移动。这就不能证明光的速度与v无关,光速不变原理当然就不成立了。以光速不变为基本原理的狭义相对论也就跟着不成立了。
[楼主]  [171楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2013/08/12 17:14 

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[楼主]  [172楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2013/08/13 08:47 

第九章 天体演化的物理本质
第一节 天体演化概论
二十世纪以来,天文学的发展,可以说是方兴未艾,各种发现日新月异,各种假说层出不穷。然而,美中不足的是,宇宙似乎太复杂了一点,各种天体千奇百怪,彼此之间似乎毫无联系,因而在现代科学中,每个天体都有着自己独特的起源和归宿,难以想象他当初是怎样创造出来的。
我们能否将此简化一些呢?本文的目的就是试图找出不同星球间共同的规律,虽然各种天体的现状大不相同,但它们都有着同样的起源,有着同样的归宿,都遵循着同样的演化规律,而太阳、地球、月亮等等只是处于这个演化系列的不同阶段而已。
这条演化途径的主要线索是这样的:当宇宙中的正负电子对进入天体时,在天体内生成原子氢而使天体膨胀。膨胀的结果一定是密度增大、压力升高、 温度升高。到了一定条件,便引发了核反应,首先氢聚合为氦,成为一个燃烧的火球。随着进一步的膨胀,压力更大、温度更高,开始合成Fe以及其他各种重元素。这便是宇宙中元素的来源。
对于体积较小的星球而言,由于熔点较高,火球边缘的温度不足以使其保持融熔状态,因此,在表面冷却而成为一个固体的外壳。地壳形成后,地核反应所产生的热便以火山爆发的形式喷出,在地壳表面形成火山岩。同时,由于体积的膨胀,具有固体外壳的地球则像一个不规则突起的圆球,膨胀的趋势使它不断产生造山运动和地震。
对于体积较大的星球而言,大量的物质都在星球内部不断生成并进行热核反应,这一过程愈演愈烈而发生爆炸,向外抛射物质分解成若干个小星球。因此质量减少,就会逐渐冷却,星球也就由盛到衰,以至死亡了。此时的星球会彻底崩溃,化为更小的行星和尘埃,并逐渐在熵增过程中变成正负电子对,完成了一个周期。
由上可知,由于正负电子对的能量被星球吸收,其演化过程可以分为膨胀、突起以及爆发崩溃。恒星、行星、小行星和陨石就是这样形成的。而从生到死进行一次循环。 我们的整个宇宙便是处于这个不断的动态平衡之中, 当一个星球处于衰退和灭亡之时,另一个星球却正在朝蓬勃地形成。
从此,在宇宙中再没有任何令人迷惑不解的天体了。那些千奇百怪的天体, 原来都是一个完美和谐的系列!太阳、地球、月亮等等只是年老者、年中者、年幼者偶而走到一起了,我们没必要再去为太阳系的起源而大费脑筋。一个星球在消亡,另一个星球却在成长,整个宇宙处于一种动态平衡。
宇宙中的天体有它的产生、发展和衰亡的过程,这就是天体的演化。天体演化是基础的自然科学之一。 天体演化是天文学的一个分支,它研究各种天体以及天体系统的起源和演化,也就是研究它们的产生、发展和衰亡的历史。天体的起源是指天体在什么时候,从什么形态的物质,以什么方式形成的;天体的演化是指天体形成以后所经历的演变过程。通常说的天体演化,往往也包括起源在内。
天体演化的发展简史大概是这样的。法国笛卡儿和布丰在1644年和1745年先后提出天体形成的看法。科学的天体演化至今只有二百多年的历史。十八世纪中叶以前,欧洲在学术思想上占统治地位的仍是万物不变的僵化的自然观。德国哲学家康德于1755年和法国数学家拉普拉斯于1796年各自提出了太阳系起源的星云说,从而在僵化的自然观上打开了一个缺口,这对自然科学和哲学都产生了重大影响。
到二十世纪,随着科学技术的发展,不仅是太阳系,而且有关各类恒星、银河系以及河外星系的观测资料和新发现越来越多。随着理论物理学各分支的建立,现代天体物理学发展起来了。天体观测研究的新成果推动了天体演化的发展。太阳系起源和演化的研究很活跃。在恒星的演化研究方面,取得重大突破。星系的起源和演化问题成为当前的科学前沿之一。
天体演化是以天文学各分支学科为基础的,它依据天文学、物理学、化学、地球科学、数学等学科的理论,利用各天体层次(行星、恒星、星系)的观测资料,探讨各种天体和天体系统的演变规律,阐述它们各种特征的由来和发展。因此,不仅有天文学者,也有不少物理学、化学、地学、数学、哲学方面的学者从事天体演化的研究。
天体演化同物质结构和生命起源等基本理论问题有密切的关系,特别是同地球科学有更直接的关系,因此,天体演化的研究具有重要的理论与实践意义。天体演化的研究内容包括以下几个方面。
研究太阳系各类天体(主要是行星、卫星、小行星、彗星)的形成和演变,说明太阳系的现有特征,一般侧重于起源的研究。自康德提出太阳系起源的星云说以后的二百多年中虽然已有四十多种学说,但至今还没有一种完善的理论被普遍接受。困难在于我们能直接观测到的只有千千万万个行星系中的唯一的“样品”——太阳系。
有关太阳系的起源和演化的学说分为灾变说和星云说两类:灾变说认为行星的物质是因为某种偶然的巨变(如另一颗恒星走近或碰到太阳,或太阳爆发)而从太阳中分出来的;星云说认为行星物质和太阳由同一原始星云形成(共同形成说)或由太阳俘获来的(俘获说);灾变说在二十世纪上半叶盛行,现在基本上已被否定。
近年来,一些星云说学者的观点逐渐接近。他们认为:太阳系是在约五十亿年前从星际云中分出的一个原始星云形成的。原始星云在自吸引作用下收缩;中心部分形成太阳,外部形成星云盘;盘中的尘粒和小冰粒沉降到赤道面形成尘层,集聚成固体块——星子;星子结合成行星和卫星等。
科学家们对恒星演化的认识比较一致。一般都主张弥漫说:星际云在自吸引收缩中碎裂为许多小云,各小云集聚成恒星。分子云、球状体、藉比格一阿罗天体、红外源、天体微波激射源可能是从星际云到恒星的过渡性天体。
恒星完成了引力收缩阶段后,内部开始热核反应,成为主序星;再经过较长时间(太阳约为一百亿年)后变为红巨星;然后经过不稳定的变星阶段,通过爆发,由行星状星云变为白矮星,或通过猛烈的超新星爆发成为中子星;最后失去发光能力归宿到黑矮星(有人认为也可能归宿于黑洞)。恒星的质量愈大,演化就愈快。现在仍然有恒星在诞生。在恒星起源问题上,也有少数人坚持超密说,认为恒星是由超密物质转化而成的。
关于星系的起源和演化也存在着弥漫说和超密说。弥漫说认为,星系际弥漫物质逐渐集聚成很大的星系际云,然后分裂成较小的云,形成各种大小不同的星系集团。这种说法能够较满意地说明银河系的自转、各星族的空间分布和空间运动以及化学组成等方面的差别;超密说认为其他星系也都是超密物质形成的。超密说与大爆炸宇宙说相适应。有的学说认为星系类型序列代表演化序列(从椭圆星系向旋涡星系、不规则星系演化,或者反向演化);有的学说主张星系演化与初始条件(角动量或质量、密度等)有关。关于星系起源演化问题还没有定论,有待进一步探讨。
而关于宇宙的起源和演化常与宇宙模型一起在宇宙学中论述,这方面的有大爆炸宇宙学等学派。有些科学家从物质形态转化的角度看,将宇宙线起源、化学元素起源等问题也作为天体演化的课题。
夜空虽然幽暗,却仍充满奇迹。千百年来,群星构成的奇丽图案一直撩拨着人们的心弦。这些图案错综复杂,足以令人心驰神往;然而,它们却难不住我们的大脑。它们为有关人类与人类起源的神话和传说增添了丰富的素材。宗教传说对此类事物的说教,远逊于其他许多想象或猜测。这些宗教传说的兴趣只在于人类的起源与人的禀性,对辉煌的天界却一带而过一一只是偶而表现出对它的敬畏之情。
20世纪宇宙学从形而上学的王国进入了物理学的领地:未久,宇宙正在膨胀的预言即为观测所证实;多年以后,人们又看到了往昔既热且密的宇宙留下的残迹。如今我们还看到了来自宇宙历史上最初几分钟的辐射和核反应产物,这不过是某些理论之预言。
撰写这一章的目的,主要是追溯宇宙的起源。关于宇宙的早期历史,我们持有什么证据?关于宇宙如何演化的最新理论又是什么?它们对于今天的我们有何影响?我们能否凭藉观测来检验它们?我们自身之存在与它们又有什么关系?这些是我们向着时间之始行进的旅途中将会遇到的部分问题。
在科学高度发达的今天,人类不仅可以登月球,访火星,下深海探秘,而且可以分裂原子,释放巨大的原子能;可以改变生物的基因,进而改变物种;可以克隆动物,甚至克隆,人类本身……总之,人们对周围的世界有了更加深入.更加全面的认识。然而,人类未知的世界依然非常的广阔,等待着人们去探索,去破解。
[楼主]  [173楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2013/08/13 10:09 

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[楼主]  [174楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2013/08/13 11:33 

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[楼主]  [175楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2013/08/14 09:14 

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[楼主]  [176楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2013/08/14 09:25 

三、板块移动
60年代末,一些科学家提出了比大陆漂移理论更加完善的板块构造学说。板块学说认为,地壳上的由坚硬岩石组成的岩石圈并不是一个完整的、没有缝隙的整体,而是有几处明显的裂缝,整个岩石圈形成了六大板块,(另一说为八大板块)它们是欧亚板块,太平洋板块,美洲板块,非洲板块,印度-澳大利亚板块,南极洲板块。这些板块漂浮在不断流动的地幔上,如同漂浮在水中的木筏一样。板块随着地幔的变化,而呈现出有规律的变动。板块与板块交界的地带,地壳比较活跃,有较多的火山和地震发生。在地质史的长河中,这些板块处于不断的分开与合并之中,3亿年前,这六大板块合在了一起,之后,又开始分开,于是形成了今天五大洲的地貌。
四、板块移动的驱动力是什么?
限于观测和实验条件,应当承认,关于板块的驱动力问题至今尚未获得圆满的解决,这是板块构造学说发展的致命弱点之一。因此,目前众说纷纭,占优势的说法是地幔物质的热力对流作用,这一观点是沿用美国科学家赫斯对海底扩张动力的解释。地幔物质的热对流观点认为,大洋中脊是地幔流上升的地方,这些地方因地幔的上升流导致板块分离,在海沟、地缝合线和造山带部位的地幔物质下沉,这些地方因地幔的下降流而引起板块汇聚,地幔物质的热对流犹如一个巨大的传送带,板块则象传送带上的行李或乘客,它被地幔物质的热对流“驮着”运动。
地幔对流并不能形成大规模板块运动的驱动力,因为地幔是一种粘性较强的熔岩,带有一定的流动性。而地壳是固体,在地壳的压力作用下,流动性的地幔会象流体那样,同一深度的压强应该是相同的,不会产生流动。至于热对流,由于熔岩是很稠的,对地壳的冲击力也不足以撕裂地壳。因此,板块运动的驱动力必须另有原因,我们以后要详细谈到。

[楼主]  [177楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2013/08/15 10:13 

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[楼主]  [178楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2013/08/15 12:18 

地球上存在许多条海洋中脊,不同的海洋中脊所驱动的海洋地壳和其上的陆壳会相遇而发生碰撞,此时它们会根据各自受力情况改变其运动状态。
这一过程已得到古地磁的证实。岩浆的温度在岩石的居里点(约400-580℃)之上。因此岩浆是不带磁性的。当岩浆顺着海洋中脊裂缝溢出冷却到居里点以下时,其中磁性物质便被当时的地磁场磁化而获得与当时地磁方向一致的磁性。在不断胀裂的长期过程中,地磁场的极性曾多次倒转,结果就在海洋中脊两侧形成了极性不同的磁条带。这些磁条带记录着海洋地壳的年代信息,完全和大陆漂移及海底扩张的观点相吻合。
根据地震波的测量结果,地球表面岩石圈的平均厚度约为33千米。仅占地球半径的0.5%,地球所俘获的正负电子对和其释放能量的过程,主要发生在岩石圈以下。因此,地球膨胀、大陆漂移、海底扩张和板块移动的动力,是同一种动力。它来自于空间正负电子对的自由能以及它们在地球内部生成原子氢以后进行热核反应所释放的能量,当然,后者也是正负电子对的自由能。
从这里可以看到,我们不但合理地解释了大陆漂移的力,而且用地球内部不断生成原子氢及其以后进行热核反应所释放的巨大能量,同时解决了地球膨胀、大陆漂移、海底扩张、板块移动的力以及火山爆发和地震等地质演化的能源问题。
现在让我们再次简要地回忆一下人们对大陆漂移的力学机制的探索是非常有意义的。1968年,图佐•威尔逊在一部著作中写道:“既然地球确实是以缓慢的方式运动着的活跃的天体,而我们非要把它看作是基本上静止不动的不可,那么我们就必须彻底修改我们以往的全部理论和全部教科书,从全新的观念开始,建立一门全新的科学。”
哈拉姆在试图解释为什么魏格纳没有为大陆漂移说提供令人满意的力学机制时指出“引力理论、地磁学和电学在得到满意的解释以前很长一段时间就为人们普遍接受了。”他又说,在地质学中,尽管对“潜在原因”没有得到共识,但这并没有妨碍“前冰川时期存在”这一假说为人们普遍接受。然而,J.T.威尔逊争辩说,“人们在满意地解释某种现象(如地磁场)或过程(如暴风雨)之前,并不总是乐于承认这些现象或过程的存在的。”关于这一点,应当进一步作些说明。R.劳丹明智地指出,大陆漂移的“力学机制”问题与“引力理论、地磁学和电学”或“暴风雨的存在”有很大的不同。在大陆漂移说中,问题“并不仅仅在于缺乏力学机制或原因,”而是“全部可以想像得出力学机制都严重地冲击着物理学的理论。”而且,已经建立了有关地球及其内部自然现象的理论且为人们广为接受,它们能够完善而合理地解释大部分已经观察到的现象。
S.K.郎肯通过研究发现,尽管在50年代或更早的时候,“人们普遍认为,缺乏力学机制是大陆漂移说的地质学或古生物学证据被接受的主要障碍,”然而在今天,“板块构造理论却在没有普遍认可的物理学机制的情况下被人们接受了。”他在1980年前后指出,“板块运动的力学本质问题,”是“当代地球物理学家们面临的最重要的挑战。”
魏格纳100年前提出的大陆漂移学被认为是与达尔文的生物进化论、爱因斯坦的相对论、以及宇宙大爆炸理论和量子论并列的百年以来最伟大的科学进展之一。但这个驱动大陆漂移的动力源是什么,一直困扰着全世界的地质学家。魏格纳当时给出的力源是:向赤道的离极力;因地球自转产生向西的力;重力均衡产生的垂直向上的力。这些力后来被证明是不可能的驱动大陆板块漂移的。因此大陆漂移学说被否认,形成了所谓的海底扩张说和板块构造说。
可以说现代大地构造学说的发展历程是三部曲:“大陆漂移说—海底扩张说—板块构造说”,三个学说都是基于大陆漂移学说提出的“大陆块漂浮在较重的粘性大洋软流圈上”这一基本出发点。形象地比喻:“就好像很多轮船(大陆板块)漂浮在大洋上(大洋软流圈)”。它们的关键不同点是:大陆漂移说认为轮船能够自己行走,海水是不动的;而海底扩张说和板块构造说认为轮船是自己不会行走的,是依靠海水流动(动力源是地幔对流)带动轮船行走。大陆漂移说之所以遭到后来者的抛弃就是因为其提出的驱动轮船行走的动力机制是错误的。魏格纳也因此遭到无情抛弃,只好孤独地客逝在寻找这个力源的野外考察中。
总的来说,地球上存在许多条海洋中脊,不同的海洋中脊所驱动的海洋地壳是极为复杂的,其上的陆壳会相遇而发生碰撞,例如印度所在的陆地肯定是从千里之外的靠近地球赤道处漂移而来的。此时这些大陆会根据各自受力情况自动地改变其运动状态,但从总体上看是随机的,并不遵循某些特定的运动规律。
请注意,地质演化过程是非常缓慢的,一般地人们很难在短时间内发现。例如整个海洋地壳大约每隔两至三亿年就要更新一次,在事先选定某一距离上,每年的变化只是厘米数量级的,而且不便测量出,这么小的数字是人们所发现不了的。但是星球的寿命是极其漫长的,通过漫长的地质时期的积累,一些地质变化终究会显现出来。

[楼主]  [179楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2013/08/16 11:25 

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[楼主]  [180楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2013/08/17 11:40 

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