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万有斥力是不存在的

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张祥前DS 发表于 2017-9-30 11:22 | 显示全部楼层


作者 张祥前 农民科学

牛顿万有引力定理让世人熟悉,现在有不少人提出了万有斥力,认为宇宙中所有物体之间不但存在着万有引力,还存在着万有斥力,这些人在网上到处宣传,代表人物有四川的彭大泽。

我认为万有斥力是不存在的,下面,我通过传统理论、数学推导、逻辑推理三种方法来论证万有斥力是不存在的。

提出万有斥力理论的人认为,宇宙中所有物体产生的如果都是吸引力,为什么不是相互吸引而变成一团?

这个原因很简单,传统理论可以解释,抗衡物体相互之间的的万有引力,不至于因为万有引力而使宇宙所有的物体变成一团的是物体之间的相对运动。

比如,地球不坠落到太阳上,原因是地球围绕太阳旋转运动,地球一方面在向太阳加速坠落,一方面又在坠落的垂直方向上直线匀速运动,地球的运动是这两种运动的合成。

我们把太阳定在一个笛卡尔坐标原点上,建立一个二维笛卡尔坐标系,设想地球围绕太阳旋转,我们用两束光,一束垂直照射笛卡尔坐标系的x轴,一束垂直照射笛卡尔坐标系的y轴,我们会发现,地球每围绕太阳旋转一周,地球的影子沿着x轴和y轴分别向太阳坠落一次。

从力学角度,可以认为地球受到了来自于太阳的吸引力,这个吸引力改变了地球本来的直线运动,使地球变成了圆周运动。

统一场论【百度 统一场论5 版(上)可以搜到】解释了万有引力的本质,给出了质量和引力场的定义方程,我们这里从引力场和质量定义方程出发,来解释为什么万有斥力是不存在的。

统一场论认为万有引力产生于物体之间的相对加速运动,宇宙所有的物体中,如果两个物体之间有相对加速运动趋势,我们就可以说它们相对之间有了万有引力。

统一场论认为宇宙中任何物体相当于我们观察者静止的时候,周围空间都以物体为中心、以光速辐射式向外运动。

统一场论给出的质量、引力场的定义方程为:。

设想有一个质点o相对于我们观测者静止,周围空间中任意一个空间几何点【为了描述空间本身的运动,我们可以吧空间分割成许多小块,每一个小块叫几何点,通过描述几何点的运动就可以描述空间本身的运动】p在零时刻以光速度C从o点出发,沿某一个方向运动,经历了时间t,在t'时刻到达p所在的位置,让点o处于直角坐标系xyzo的原点,由o点指向p点的矢径为R = C t = x i+ y j + z k

R是空间位置x,y,z的函数,随x,y,z的变化而变化,记为:

R = R(x,y,z,)。

我们以 R = Ct中R的长度r为半径作高斯球面s = 4πr2【内接球体体积为4πr3/3】包围质点o。

o点周围的引力场A表示o点周围在体积4πr3/3内有n条几何点的位移矢量R = Ct,

A = k g n R /(4πr3/3)

k为比例常数。 g为万有引力常数。

而质点o的质量m就表示在高斯球面s = 4πr2【内接球体体积为4πr3/3】内,包含几何点矢量位移R = Ct的条数n和立体角度4π的比值。

m = 3 k n /4π

这样,以上的引力场方程A = k g n R /(4πr3/3) 可以写为:

A = g m R /r3

牛顿万有引力定理指出,质点o周围空间p处【由o指向p点的矢径为R,o点到p点的距离,也就是矢量R的数量为r】产生的引力场a = g m/r2,矢量式:A = g m R/r3。

以上引入的质量方程m = 3k n /4π中角度是常数4π,实际上角度可以是变量,在0和4π之间变化,n和m都可以是变量,质量方程仍然成立。

我们引入立体角Ω概念,把质量方程 m = 3k n /4π写成普遍形式:

m = k n /Ω

相应的有比较普遍的引力场方程:

A = g m R /r3 = g k n R/Ωr3

相应的高斯面为s = Ωr2

借助场论高斯定理,我们可以用散度来刻画质量和引力场的几何性质。

以上的引力场方程A = k g n R/Ω r3中,由于R的数量为r,因而方程可以写为:A = k g n r【R】/Ω r3 = k g n 【R】/Ω r2

【R】为沿矢量R的单位矢量,我们考虑n和Ω相对应变化,有微分式:

A = k g dn 【R】/ r2dΩ

令r2dΩ = ds,单位矢量【R】 和矢量面元dS【dS的数量为ds】的方向一致,这样有下式:

A• dS = k g dn

把上式两边在高斯球面上积分,结果为:

∮A•dS = k g n

n为高斯球面s = 4πr2上穿过的矢量R = Ct总的条数。把上式在直角坐标xyzo上展开。设A 在坐标上的分量为Ax,Ay,Az 。

矢量面元dS的分量dydz i, dxdz j , dydx k ,由高斯定理得:

∫∫∫v (∂Ax/∂x + ∂Ay/∂y + ∂Az/∂xz )dv

=∫∫s Ax dydz +Ay dxdz + Az dydx = k g n

上式直接的物理意义是:

方程∫∫s(Ax dydz )+(Ay dxdz)+(Az dydx) = k g n 告诉我们,引力场可以表示为单位面积s上垂直穿过几何线的条数。

而方程∫∫∫v(∂Ax/∂x + ∂Ay/∂y + ∂Az/∂xz )dv = k g n告诉我们,在运动变化的空间中,引力场也可以表示为高斯球面内接球体积v内包含的运动几何点位移的条数。

当这个体积v发生很微小的变化,变化的部分可以看成是v的界面,可以用曲面s表示,在v上引力场的分布情况可以保留在s上,由v上的引力场分布情况可以求出s上的引力场分布。

这个意味着引力场是物体周围空间相对于我们观察者以光速连续向外辐射运动所表现出的一种性质。

把上式用散度概念表示,设o点的质量m和包围o点的高斯曲面s内体积v的之比为u, 当我们考察s和v趋于无限小的情况下,则式

4π g m =∮A•dS =∫∫s Ax dydz +Ay dxdz + Az dydx

可以表示为:

▽•A = 4πg u

上式表示在体积v内包围了运动的几何点的位移线R = Ct的条数反映了质点o质量的大小。

以上的方程∫∫s (Ax dydz )+(Ay dxdz)+(Az dydx) = k g n 告诉我们,引力场可以表示为单位面积s上垂直穿过几何线的条数。

以上方程中我们用dS来表示矢量面元,这个方程可以写为:

∫∫s(Ax dydz )+(Ay dxdz)+(Az dydx)

=∫∫s(Axcosa )+(Ay cosb)+(Az cos c)dS

= k g n

式中a,b,c分别是矢量面元dS在高斯曲面上的三个方向的法向余弦。

在统一场论中万有引力可以看成是引力场的变化形式,将某一个物体在周围空间产生的引力场对时间两次求导,结果正比于这个物体受到存在于引力场中别的物体的万有引力作用力。

我们将式∫∫s(Axcos a )+(Ay cos b)+(Az cos c)dS = k g n 对时间t求导,结果是负值,再一次对时间求导,仍然是负值。这个表明物体在周围空间产生的引力场对存在于引力场中别的物体的万有引力和物体周围空间几何点的位移方向相反,是从无限远处空间指向该物体的。

这个就是宇宙之间物体都是万有引力,而没有万有斥力的数学解释。

最后,我们用逻辑推理解释宇宙中没有天然的万有斥力【人工制造的有可能,统一场论认为变化电磁场可以产生反引力场】,设想,宇宙中有部分物体对别的物体具有万有引力作用,有一部分物体对别的物体具有万有斥力作用,我们可以预想到对别的物体具有斥力的物体会和别的物体排斥而离开,这样,时间一长,那些具有排斥别的物体性质的、具有万有斥力的物体和具有万有引力的物体完全离开,生活在宇宙另一个角落里,可能是我们无法观察到的一个角落里。
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