地球为何围绕太阳转,现在怎么解释?需要点立体动态的考虑
昨天连载写了一篇有关引力波效应近年被验证的文章。今天笔者提供一个利用太阳系数据验证引力波的实验方法。验证引力波,何必这么麻烦。笔者原来还以为早验证了呢。
地球的轨道怎么来的?
弯曲时空的简化比喻方式--图1
上面这张图,通常是用时空弯曲来解释类似地球这种行星的轨道,借以回避引用引力这个概念。也就是地球围绕太阳转,不是牛顿的引力造成的,而是太阳的大质量造成的时空弯曲,形成的地球轨道。
这就像以前我们看过杂技表演--空中飞车,其受力情况和上图的道理是一样的。
球体内的空中飞车杂技
但是,图1这个时空中这个无形的铁丝网我们从未见过,也就是是什么力量保证地球没有掉下去或飞出去呢?
绕中心旋转的物体的离心力因素是角度速造成的结果,那么谁来保持其平衡,以及时刻沿着切线变轨,而不是飞出去呢?
牛顿说有一种叫引力的东西维持这种平衡,就像绳子拉住头顶上旋转的石头;
爱因斯坦说有这么一种看不见的时空的弯曲的网维持着这种平衡。
也就是爱因斯坦和牛顿理论是基于不同的数学模型对于同样的引力现象的两种不同解读方式。
现在已经用间接方式证实了引力波的效果,实际是证明了这种用弯曲时空方式解释引力的影响效果的存在,但是依然还是未直接证实这张无形的网的客观物质性的存在。
因为这张网不可直接观察到,除非我们找到组成这张网的基本粒子--引力子。否则,这张网就是一种类似声波一样的拟合数学方法。方便计算结果,但是引力或者说引力波的物理本质依然还不清楚。
对于引力的物理性质,牛顿提供了计算方法,但并未解释清楚,这才有当时的万有引力的概念。也许是上帝的安排。
爱因斯坦的解释是大质量的物体在空间中的运动导致时空的弯曲。这是他认为的引力波的本质。用他的方法,计算结果会比牛顿的方法与实际比较,误差更小一些。这就是理论现状。
牛顿的解释是两个有质量有距离的物体之间存在引力,但是试验方法和试验结论描述的是一个静态的系统。这在解释宏观、高速天体的现象的时候,出现一些误差,并不是出现错误。仅仅是没有考虑运动对引力的这个影响因素。
爱因斯坦的方法考虑了运动的影响,通过头脑风暴的方式形成了数学模型,之后,至今依然在验证中。
牛顿的方法是三个因素的关联关系的表达(两个质量与两个质点间的距离),爱因斯坦的方法是四个因素关联关系的表达(三维长度、一个时空轴,四个要素)。
暂时物理就是这种进度了。
用爱因斯坦的计算方式,更准确地表达一些引力产生的效果。现代描述为引力波或引力场。
球体的引力波是各向的
由于牛顿的方法是考虑质点,不考虑运动影响,那么质点各向引力是一致的。
但现实的情况是,自转的赤道面引力大些,两极引力小一些。也就是引力波的大小与运动因素有关。这是牛顿方法没有考虑的。
也就是上图图1这个简单的比喻性解读的示意图存在问题,即便不考虑引力波这种细节的弯曲因素,以及由于距离产生的衰竭因素,那么这个时空网也不会是一个单曲面,而是一个全方位的曲面。图1仅仅是示意性的比喻表达。
引力波中的波,是二维的运动的概念;但是引力场是三维的运动概念!
如下图:tu
时空弯曲双曲面的表达--图2
基于引力的各向性,即使简化考虑旋转面或称吸积面这个主要的引力场因素,也是主要的这两个时空弯曲面共同产生的影响才是弯曲时空的影响效果。
也就是图1示意图中,缺少了一半的主要影响因素。
那么面对这样的双曲面,我们要清楚,这表达的依然还仅仅是波的一个从侧面观察的静态效果图而已。
场是三维的运动的表达,同时场中的波是干涉共振的!这是波的性质。二维简化的波,实际是对四维的场的描述的简化。
引力波的干涉共振
现在我们用二维的方式简化表达一个双曲面波sinx和-sinx,这两个波的干涉结果是直线。
如果一个星云或者星体是绝对垂直意义的自转的,其外在表现的主要引力场就是水平面。那么,这样很难形成星系系统,会维持星云状态。
如果这个星体的自转或者是自转轴与吸积面是有倾角的,那么,就会存在两个同源同质波但不同步的双波干涉的结果。
另一个影响因素:
引力波有衰竭特征,这个衰竭特征的实质就是引力常数的波动范围。牛顿的引力常数并非常数,而是近似数!
引力=G*m1*m2/r^2=m2*v^2/r (v是角速度,r是两质点的距离),利用牛顿的方法,引力等于离心力。
推导:G=v^2*r/m1
引力波的实质是表现G的波动尺度。如果我们这是计算太阳与地球的引力关系,我们会发现,G居然与地球的质量毫无关系,只与太阳、太阳到地球的距离、地球的角速度有关。
什么造成的引力波衰竭?笔者并不清楚知道,但引力波效应的证实存在这个观察现象。引力如果是如声波一样的一种能量计算表达形式,那么在介质中存在衰竭是正常的。但是是什么样的阻力或者说因素造成了它的衰竭?宇宙的背景温度,还是暗能量,暗物质,这并无定论!待物理证实。
那么上述图2中这两个三维静态的场就会产生两个不同步的衰竭波的干涉结果。
我们以太阳系为例,几大行星轨道就可以用这种干涉波产生的结果来描述。
我们会很容易找到太阳系引力场的衰竭波的特征和规律:
双波干涉示意图(上),干涉结果(下)
笔者的思维试验首先试验的是平方螺旋,有一定偏差,后来试验斐氏数列,与实际接近。
这图画的实在不怎么样,但是,意思已经有了,规律也体现出来了。
民科毕竟是业余的,那么民科负责想,就像爱因斯坦构建相对论的时候,是基于数学的想。
仅仅需要提醒读者,本文内容,是实实在在的原创,与西方的某些理论物理假说有理论冲突。但你要否定笔者的推理,建议拿出证据来--现实的物理证据或者笔者的数学逻辑存在错误。这也是理论物理假说形成的思考过程,笔者这也算示范一下。
理想模型中:太阳系的双波干涉第一个波谷在0.33AU处,按这个基础值,我们会找到一个1,2,3,5,8,16的规律,至25或32失效。试想的1、2、4、9、16,不符合情况。另外8-16,符合下一级分形的特征,这也看出木星引力场参与了总的太阳系的引力场的干涉影响,已经不是行星级别引力场这种次要因素,太阳的引力场至木星处已经衰竭到与木星附近木星的引力场同一级别。
对应的数值与太阳系行星实际尺寸对比如下:
从这个图表中,可以看出来,太阳系的引力场存在明显的波长递增的衰竭现象。在土星的位置,试验了两种序列,32更符合规律性。也就是木星引力场参与主共振因素导致后续的扩展是2或1.5倍的循环特征,而非斐氏数列特征了。(图中褐色区域。)
由于木星这个引力场的共同干涉作用,木星之后的行星,波长以另外一种2倍的方式衰竭。这是木星和太阳两个引力场的干涉结果造成的。
而在木星之前,太阳的引力场是主要因素,木星引力场是次要因素,但其引力影响,影响到小行星带。
我们相当于试图用两个干涉波的结果,来反向推理两个同源、同质、反向、且不同步的两个原始波的原貌。
这实际也可以解释太阳系的形成。行星在干涉共振波的波谷处形成并运转,清扫轨道面。
通常的太阳系形成假说:原始星云在超新星爆炸的冲击下形成震动才开始产生星体,但可以不存在这个原始动力,一样产生星系的整体结构。这也是霍金说总时空的产生无需原动力的数学拟合原因。
小行星带的位置,是双波反向形成的引力场平缓区(木星的引力场参与了影响),但双波引力的撕扯,导致该区域无法形成行星。而木星位置附近,太阳的引力场与木星的引力场再形成干涉共振,是较大的干涉波低谷区,才得以形成木星这么大的星体。
决定形成星体质量大小的原因仅与该轨道位置原始星云物质的丰度直接有关。在干涉的引力场中,太阳的引力场提供的是轨道位置,这个位置与行星质量无关,但影响其运行速度。(见文中公式的简单推导。)
至于旅行者号在木星处发生不明原因的变轨、变速,实际可以用简化的双波干涉的引力场来解读。(网上的传说是这种现象西方定为不明原因。)
由于牛顿的方法,是直线性的、静态的,不能表达这种弯曲与波的共振,因此这种细节无法解读;利用引力波的衰竭特性,可以很好地解读太阳系行星的轨道以及太阳系形成的过程。
在太阳系就可以验证引力波效应,太阳系本身的行星轨道以及人造的旅行者号在木星附近“不明原因”的变轨实际已经给验证了。
一些人利用不明原因或者上帝之手之类的解读方式解读旅行者出现的情况,明显是相对论并未学好,并未学明白。
对于三维立体运动波以及波的干涉结果的理解,需要一点抽象的思考。
这也算不得论文,也不会给诺贝尔奖,所以也就写这么多了。帮nasa解决点理论问题。前几天人家帮我们证实了登月的事情,这也算笔者的一点礼尚往来的表示。
中国人现在茶余饭后喝点小酒,吃点烧烤,没事吹的是相对论,你看这文化素质。。。。。。
待续。。。。。。
明天回连载正轨,继续谈八卦的几何形状问题,都是文化嘛。可能seo会有点晕,这一篇算天文、科技、数学还是文化呢?西方这文化分类很不科学。