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黄氏引力衰变模型与天体轨道、宇宙时空的结构和历史
[楼主] 作者:宇观系统论  发表时间:2004/10/26 22:23
点击:477次

刘氏力和陈氏力开导了新的天体引力研究的先河,虽然我的衰变引力研究始于我在大学的时候,但远远没有这两位前辈的研究那样久远和功力深厚。我们从三个不同的方向出发向同一目标前进,也许我们会达到同一目标也未可知。为了便于交流,我将我的引力衰变模型给出的天体运动轨道方程在这里给出(在后面还给出了引力衰变模型的宇宙时空结构和历史的资料)。其中行星轨道方程已经给出了精确解,但星系方程还没有给出精确解,由于不能给出精确解,我对星系运动和结构的描述还处在半定量阶段。希望感兴趣的同行帮助完成这一精确解,这对星系运动和结构的研究有很大的意义。

我的引力公式是从衰变引力公式F=Cdm/dt[动态时为F=(C+V)dm/dt]推导出来的,对行星可以表示为

静态方程:

F=ZCMm/r^2

动态方程

F=Z(C+V)Mm/r^2

其中引力的方向为(C+V)的方向,它并不指向系统质量中心,这就是引力偏离性的含义。

将动态引力公式代入比耐公式解出行星轨道为:

r = P/(1+Ce^αθ.cosβθ)

P、C、α、β都是常数,其中常数α小于0,所以,彗星轨道有向圆周运动变化的趋势。即r → P.

行星(包括彗星)轨道的变化(包括进动)全部包括在上面的轨道方程中了,进动值与广义相对论给出的一致。但广义相对论没有给出轨道变化。

星系的运动非常复杂,我没有办法给出精确的解。这让我头疼。

星系微分方程为:

d^2u/dθ^2 - Adu/u^2dθ + u = KM/L^2

A、K、L为常数 解出这一方程的高僧将功德无量,因为星系旋涡、旋臂、星系环结构全在这一解中。我没有能力解这一方程,但有能力解释方程的解的物理意义。我让贤了。 引力衰变模型可参考

http://www.journaloftheoretics.com/Articles/6-5/Decay.pdf>

引力衰变模型的时空结构和历史可参考: http://arxiv.org/PS_cache/gr-qc/pdf/0410/0410064.pdf>

在此衷心感谢沈建其博士的帮助和指导。



※※※※※※
hgy
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[楼主]  [2楼]  作者:宇观系统论  发表时间: 2004/10/27 00:24 

希望正和解一解我的星系微分方程。这是检验数学真功的时候了


※※※※※※
hgy
 [3楼]  作者:正和  发表时间: 2004/10/27 10:22 

抱歉,我看不懂F=Cdm/dt[动态时为F=(C+V)dm/dt]

C是光速常数吧?dm/dt是质量的衰减速率,是一标量。两个标量乘积怎么为矢量?或者是省略了什么?

如果m是天体质量,F是谁受的力?空间角色为何不存在?

 [4楼]  作者:正和  发表时间: 2004/10/27 11:30 

最关键的是,你的理论基于非超距作用的吧?但是,(新引力方程和新电磁方程创立者必答)

你的动态引力方向为(c+v),其方向是怎么定的呢?我猜测你的c是由行星指向太阳的矢量,v是太阳相对于行星的速度矢量吧?可是,是什么时刻的呢?如果是“同一时刻”,这就涉及“异地同时”。

非超距作用框架下的引力方程,必须是描述邻域关系的!不能有长程的r,只能有其微分。

还有,如果您的理论是可观测的,就必须满足SR框架(全局——如量子场论,或局域——如GR)。 刘启新引力理论似乎也不满足这一判据。陈绍光引力只给出了机制解释,但引力方程仍用GR,但我不明白为什么又对B卫星做出了不同于GR的预言。

 [5楼]  作者:漆亚平  发表时间: 2004/10/27 12:41 

有记者这样问陈老师.......

问:您作出预言的根据是什么?

陈:是根据惯性和引力起源于弱作用力的真空极化,由量子场论狄拉克真空涨落的虚中微子与质点中核子和电子通过Z0波色子弱作用的散射(碰撞)压力,经统计平均推导出了一个量子引力公式:

f = ( G m M / r 2) ( r / r )+ ( v / c)

质点M散射运动向质点m的中微子,导致m接收到的中微子数减少而改变m四维动量-能量,动量的变化产生的第一项力,能量(质量)的变化产生第二项力,这是由于量子场论的质量是包括真空中微子在内的重整化的物理质量,从而质量是可变的。定义质量Mm为物质量的多少(正比于质点中的核子和电子的数目)推导得:物质的量正是惯性质量(动量变化难易的度量)又是引力质量(引力大小的度量)。由此公式又推导出了广义相对论的施瓦兹希尔德度规和爱因斯坦方程,广义相对论就成了量子引力理论的唯象的宏观表述,从而度规表示的“时空弯曲”只是平直时空中光子真实的动量-能量变化的虚拟的等效描述方式,而不是真的时空弯了。已有理论能解释的引力现象量子引力公式都能解释而且更易数学求解,其深远意义是使连续场和非连续场两个理论体系实现了对接和同构型的统一。

牛顿认为:质量之间的作用是直接的力。爱因斯坦认为:质量之间的作用不是力而是场,质量会弯曲时空,引力场就是时空的弯曲,引力场对物质的作用是令其沿弯曲时空的测地线运动。广义相对论预言质量转动时会拖曳着弯曲的时空跟着转动从而会扭曲时空,引力探测器B就是要检验时空扭曲所引起的四个超导石英陀螺的自转轴的相对方位的变化。我认为:时空是平直的既不会弯曲更不会扭曲,引力场只会动态地跟随着地球(点阵结构的散射源)转动而不会被弯曲更不会被拖曳着扭曲,因为引力场是由真空涨落产生的均匀各向同性的中微子流被质量散射而形成的非均匀各向同性的中微子流,宏观引力场是统计意义的正向比反向多出的净中微子流。橢园轨道时,量子引力公式中v/c项对r/r项的投影分量的符号变化会使轨道进动(这与用施瓦兹希尔德度规的计算结果相同),因此,绕地球运行的四个陀螺会整体进动,但四个陀螺自转轴相互平行的状态不会改变。所以我预言引力探测器B探测不到四个陀螺的自转轴的相对方位的变化相信一两年后公布的探测结果一定会证实我的预言。
 [6楼]  作者:正和  发表时间: 2004/10/27 12:55 

可我看到的是一个三维力公式,而不是SR协变的四维形式。因此我必须追问参考系

这个公式是在M参照系中的吧?而且是假定m/M-->0的吧?

如果这个公式正确,m应当没有正圆轨道吧?因为正圆轨道时m受力不指向M,就会加速或减速。

可GR中,在m/M-->0时是有正圆轨道的。

也许您的新引力是正确的,但不能假GR之名呀!

 [7楼]  作者:漆亚平  发表时间: 2004/10/27 13:08 

这个推导错在哪里?

量子场论导出广义相对论度规

E0

应用真空极化压力公式(6)到光子有:m A=—  , v = c

c2

当光子A从远处径向地射向质奌B附近(AB最短距离为R),

v     r          r    v

r是从B指向A 有: =-— ,从而(—+ —)=0 ,使得

c     r          r    c

6)式中f 0

E I n E 0 +R f·d r E 0

v     r           r    v

当光子从B附近再返回远处时有  =— ,从而 —+ —)

c     r           r    c

r                                               r

2 m BM ,(6)式中 f =-2 Э m A  M  ———

r                                             r 3

M

   E o u t E0+R f·d r E 0 2 Э m A ————

R

 

2ЭM

E01-———)

c2R

式中,R是光子对质点B的最短距离。

由此可见: E I n E o u t 。对离质点B无穷远的观察者来说,只知道射入引力场中的光子返回时减小了能量,无法区分是进入引力场时减小的还是从引力场出来时减小的,或者按通常的想法也许是进入引力场和从引力场出来两过程减小的能量相同。在相对论中能量-动量四维矢量的间隔平方(E 2P 2c2)才是守恒量,单独的能量E并不是守恒量,因此观察者只关心他观察到的光子在引力场中的能量平方E 2的减小。当观察者不知道进入引力场和从引力场出来两个过程能量的减小是否一样时,最保险的方法是令E 2 E I n E o u t  。不管进入引力场跟从引力场出来两过程减小的能量相同还是不相同,这个等式 都是正确的,即:

2ЭM

 E 2 E I n E o u t E02 1-————)          7

c2 R

根据EhυE 0 hυ0,由式(7)光子在质量 M附近的频率υ(或周期Υ)将不同于无穷远处的频率υ0(或周期Υ0

υ           2ЭM   

 则:—— 1-————)1/2

υ0                 c2R        

 

Υ          2ЭM

   —— 1-————)-1/2  

   Υ0                c2R

在远离质量M的真空中,光子不受净力作用,其能量与动量守恒,光的频率υ0与波长λ0保持不变。基于特定的激光的频率和波长的稳定性和可重复性,现代的时间单位(s)和长度单位(m)被定义为特定激光的N个周期Υ0n个波长λ0  。再由光波的可传递性,原则上可以用一光束的周期Υ0与波长λ0校准平直的Minkovski闵可夫斯基)空间中各地的钟的速率和尺的长度。若认为光朿在质量附近的光波周期Υ跟远处的光波周期Υ0是一样的,则可以用光束将M附近的钟的速率校准得与远处的钟的速率一致。理论上校准不同地奌的钟的速率的方法是:在AB两地均置一钟摆以及光的发射与接收装置,一连续光波从A发出,由B接收,同步于A处的钟来回摆动一次(1s)的起始时刻和返回起始点时刻各发一光脉冲,两脉冲之间的时间τA1s)内A发出的光波周期数为NA个,τAN AΥA B处的钟摆在接收到第一个起始脉冲时开始摆动,当接收到第二个脉冲时若摆正好返回出发点,则根据光速的恒定不变性,B处的钟的速率τB1s)就被校准到跟A处的钟的速率τA相一致了,即τBτA 。只要B处的钟可调节,总可校准到钟速一致。

AB两地的光波周期相同,即ΥB ΥA ,则校准后B处钟的单位时间τB1s)内的光波周期数N BA处钟的单位时间τA1s)内的光波周期数N A相同,即N BN A 。实际上在质量附近的光波周期比远处的光波周期更长:ΥΥBΥAΥ0 ,从而导致质量附近钟的1sττB)内的光波周期数少于远处钟的1sτ0τA)内的光波周期数:NN BN AN 0 AB两处钟的1秒被校准得相同(ττ BτAτ0)是由光速保恒原理保证的,B处有无质量光速保恒均成立,因此质量附近钟的1秒确实等于远处的1秒:ττ0 。但是从单位时间(s)的物理定义(特定激光的周期数)的意义上来看,校钟把质量附近的时间单位τs)校小了(包含的特定激光周期数更少了):

  τ    N    Υ0             2ЭM

         ——=——=——=(1———1/2 

τ0   N 0    Υ          c2R

或者说 ,本来是能量变化使周期增大,通过校钟转换成了时间单位变小使周期增大。可以这样转换是由于,量子理中的能量与时间是一对共轭量,量子力学中的对易关系导致能量-动量空间表象和时间-空间表象可相互转换,而且两个表象描述自然现象是等效的。能量-动量空间表象描述的由量子场论(6)式导出的周期增大,当转换到时间-空间表象则成为质量附近的时间单位(s)变小致使周期增大。因为描述周期除了数值外还要有时间单位,对于处处相同的周期来说,ΥτΥ0τ0 ,当质量附近的钟的1s (τ)被校准得小于远处钟的1s (τ0),则质量附近的周期读数Υ会大于远处的周期读数Υ0 。能量-动量空间表象的观奌是,质量附近的光子能量 hυ 小了从而导致周期Υ增大,时间-空间表象的观奌是,质量附近的时间单位τ小了从而导致周期Υ增大。或者是能量小了。或者时间单位小了,可任选一个,但不能两个同时选。因为只有一个客观存在的周期增大,什么原因引起的可以有不同的看法,但每次只能取一对共轭量中的一个来描述它。从时间-空间表象的观奌看是:质量M附近的钟的1s (τ)被校准得小于远处钟的1s (τ0 ),从而任何过程(包括光传僠过程)在质量M附近的时间读数dt 将大于在远处的时间读数dt 0 ,由dt ·τ= dt 0 ·τ0有:

dt   τ0             2ЭM

——=——=(1-———)-1/2 

dt 0     τ          c2R

 

  dt   τ0             2ЭM

——=——=(1-———)1/2                              8

dt 0     τ         c2R

孤立静止质点M的引力场不随时间变化而且是球对称的,只有度规的时间分量和度规的径向空间分量会因引力场而发生变化,因此我们只需要考虑光子沿径向传播的动量-能量变化,只需要在径向方向校尺。由式7可知,质量附近光子的能量

 E

E小于远处的光子能量E 0 ,再根据光子的动量P =——,质

c

量附近光子的动量P就小于远处的光子动量P 0 ,对应于光波的波矢kk 0 ,从而质量附近光波的波长λ就大于远处的光波的波长λ0,有:

λ     E 0              2ЭM           

—— =—— =(1——— -1/2

λ0    E           c2R

由于光速保恒,质量附近的光速υλ等于远处的光速υ0λ0,同样得到:

λ     υ0              2ЭM           

—— =—— =(1——— -1/2

λ0     υ           c2R

长度单位(标准尺)u是用n个光波波长定义的,用光波波长校准各处的标准尺,则质量附近的标准尺u的长度将比远处

的标准尺u 0的长度更长:

u     nλ               2ЭM           

—— —— =(1——— -1/2  1

u 0    nλ0          c2R

能量-动量空间表象中的质量附近光子的动量P小于远处的动量P 0 ,通过校尺转换成时间-空间表象的质量附近的标准尺u的长度大于远处的标准尺u 0的长度,使得质量附近的长度读数dl将小于远处的dl 0,有:

dl 0     u                2ЭM           

—— —— =(1——— -1/2               9

dl      u 0          c2R

孤立静止质点球对称引力场的度规一般为:

ds 2eΦc2dt 2eΨdr 2r 2dθ2r 2sin2θdφ2       10      Φψ只是r的函数。无引力场时的度规为:

ds 2c2dt 02dr 02r 02dθ02r 02sin2θ0dφ02      (11)

比较10式与11式,再用8式和9式可得

dt 02      dt 0                 2ЭM

eΦ=——= ( —— )2=(1 ———

dt 2      dt              c2R

 

dr 02    dl 0                 2ЭM

eΨ —— (—— )2 =(1-——— -1

dr 2     dl             c2R

 

代入10式即得:

 

 

2ЭM                 2ЭM

ds 2=(1 ———)c2dt 2 -(1 ———)-1 dr 2

c2R                   c2R

 

r 2dθ2r 2sin2θdφ2                 12)        

式(12)正是爱因斯坦方程的严格解Schwarzschild度规,现在是从量子场论的式(6)导出的。式(12)所描述的“钟慢”与“尺缩”,并不是广义相对论的有曲率时-空中的真正的钟慢与尺缩,而是在平直的Minkovski空间中质量附近的钟与尺被光波校准得比远处的“慢了”“缩了”。由式(6)光子的动量-能量变化,通过量子理论的共轭量对易关系,对应于光波波长-频率的变化,再通过校钟与尺从而等效于式(12)的度规变化。式(6)是本质的,式(12)是其等效的或唯象的表示。从式(6)可导出式(12),式(12)的预言也就是式(6)的预言,式(12)的考证实验就是式(6)的考证实验。但我们不能从式(12)导出式(6)(正如能从统计物理导出热力学定律,但不能从热力学定律导出统计物理公式),因此式(6)的预言并不全是式(12)的预言,式(6)要比式(12)经受更广的实验检验。

式(6)是动量的变化率,式中的m A m B是与动量相联系的惯性质量,式(6)又表示质量m A m B 之间的由真空ν0引起的相互作用力,因此m A m B既是惯性质量又是相互作用力质量。当式(6)的真空极化压力被看成就是引力(Э≡G),则引力质量就是惯性质量,等效原理绝对成立并且内含在式(6)中。广义相对论的最基本的假设是等效原理, 等效原理的引力质量等于惯性质量是个具有物理实质内容的假设。另一个假设是广义相对性原理,即一切坐标系描述自然现象等效,这是狭义相对性原理的推广。广义相对性假设说的是数学的描述方法,而不是物理的实质内容。因此可以认为等效原理在物理层面上就等效于广义相对论。由量子场论推导出的真空极化压力公式(6)本身内含有等效原理,也就等效于从量子场论导出了物理层面上的广义相对论。换句话说,物理上式(6)完全等效于广义相对论,所不同的只是数学描述方法。为什么由式(6)和从广义相对论能推导出同一个Schwarzschild度规?其物理原因就在于式(6)中内含着绝对成立的等效原理。

 [8楼]  作者:正和  发表时间: 2004/10/27 13:40 

这只是节选,符号错位,看不懂。是您必须回答,你们的引力公式导不出GR的结果,为何要说等价?
你得请掌门人审查推导。那个三维引力公式是否掌门人所传?还是弟子自创?
[楼主]  [9楼]  作者:宇观系统论  发表时间: 2004/10/27 15:35 

公式的意义无关紧要

公式的意义无关紧要,我想你帮解一下后面的星系微分方程

d^2u/dθ^2 - Adu/u^2dθ + u = KM/L^2

A、K、M、L为常数。

 至于F= - Cdm/dt 或F=Cdm/dt的意义可参考下文的解释,不过这与解方程均有什么关系。

http://www.journaloftheoretics.com/Articles/6-5/Decay.pdf>



※※※※※※
hgy
[楼主]  [10楼]  作者:宇观系统论  发表时间: 2004/10/27 15:41 

我的引力与太阳没有直接联系,引力不是太阳给的,
不存在异地同时的问题。这无关紧要。理解我的衰变平衡系统就可以理解了,文献中给有详细说明。

※※※※※※
hgy
 [11楼]  作者:正和  发表时间: 2004/10/27 15:52 

可否简写成u''-Au'/(uu)+u=B? u是矢量还是标量?
黄氏引力衰变模型与天体轨道、宇宙时空的结构和历史
 [12楼]  作者:正和  发表时间: 2004/10/27 16:06 

我也不是真指太阳和行星,只是指一个两体系统而已
黄氏引力衰变模型与天体轨道、宇宙时空的结构和历史
[楼主]  [13楼]  作者:宇观系统论  发表时间: 2004/10/27 16:11 

二阶非线性微分方程,可以这样表示。u是轨道半径的倒数。
就当是一个未知数吧。

※※※※※※
hgy
 [14楼]  作者:正和  发表时间: 2004/10/27 16:25 

我感觉没有解析解。只有编程做数值计算了。
黄氏引力衰变模型与天体轨道、宇宙时空的结构和历史
[楼主]  [15楼]  作者:宇观系统论  发表时间: 2004/10/27 16:45 

以为你有绝招呢。帮我编个程序也行


※※※※※※
hgy
[楼主]  [16楼]  作者:宇观系统论  发表时间: 2004/10/27 16:48 

一个系统而已,或者说一个系统和与它接触的环境介质


※※※※※※
hgy
 [17楼]  作者:阿瑟大发  发表时间: 2004/10/27 23:05 

文章似乎没有明白守恒量和不变量的区别,是吗?
黄氏引力衰变模型与天体轨道、宇宙时空的结构和历史

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