通古斯爆炸等四大世界自然未解之謎揭開,天體物理詳細解讀

1 第一部分:地球歷史上四次神秘大爆炸

在人類歷史上,存在多次自然爆炸的未解之謎,最為聞名的有俄羅斯的通古斯大爆炸、中國明朝時期的王恭廠大爆炸、我國貴州的空中怪車事件和印度的死丘事件。

下面來逐一介紹:

1.1 明朝王恭廠大爆炸:

時間:1626年5月30日上午9點。

地點:明朝都城北京西南處的王恭廠。

名稱:天啟大爆炸或明朝王恭廠大爆炸。

區域:核心爆炸半徑約750米,面積達2.25平方公里,波及範圍長約6.5公里,寬約2公里的區域。

危害:造成2萬多人死傷,近萬間房屋被毀。

發生過程及超常現象:

明朝天啟6年,即1626年5月30日上午,天氣晴好,天空突然傳來巨大聲響,一個超大火球自東向西在天空滾動,伴隨遮天蔽日的雲霧翻轉,瞬間天昏地暗、火光四起,地面上的房屋、人畜或被碾成粉碎、或被拋向空中,過後似雨點一樣散落地面,散落最遠處達數十上百公里。

伴隨爆炸時發生巨大震動,周圍很多房屋被震倒,造成大量人畜傷亡。

當時明朝皇宮處於爆炸邊緣,而堅固的皇宮也有多處坍塌,多名侍衛、匠工和不滿週歲的皇太子被砸死,皇帝朱由校躲在桌下倖免於難。

這次爆炸的威力巨大,重達幾噸的石磨都被移走幾十米,多棵大樹被連根拔起,現場升騰起一股蘑菇雲。

此次爆炸最為詭異的是:大多死傷者身上的衣物被剝落,很多死者赤身裸體,許多人被捲入空中後赤裸降落遠處,衣服被吹到十幾公里,甚至上百公里外的山林樹枝上。

爆炸原因:

關於此次爆炸的記載,各種史料敘述非常詳細,事後朝廷組織了詳細事故調查,均已不明天災報告。

1986年,北京地質學會組織了20多個學者研究團體,利用現代知識對天啟大爆炸進行分析探討,得到的結論莫衷一是,雖有多種詮釋版本,但都被否決或缺少證據。主要觀點有:

地震說:

現場確實有震感,但現場物體被騰空、中心區房屋被擊碎、騰昇蘑菇雲、人體衣物剝落、受災區域狹長等都與地震現象明顯不符。

火藥爆炸說:

當時王恭廠確實是明朝的火藥貯藏倉庫,有黑色火藥數千公斤,但事實是災難發生在前,火藥廠是事後被引爆,當時用於戰事信息傳遞的黑火藥,爆炸威力很小,不可能產生如此大的爆炸力,且爆炸中心摧毀程度遠大於炸藥庫所在地。

龍捲風說:

除了晴好天氣缺少形成條件外,龍捲風的災害特徵不完全符合現場狀況。

隕石說:

現場沒有發現隕石坑和隕石。

另外UFO說、強靜電流說等等,不僅缺乏依據,也不能完全解釋現場狀況、物體騰空、人體赤裸、蘑菇雲等現場特徵。

因此,明朝王恭廠爆炸的原因,成為世界自然爆炸之謎。

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1.2 通古斯大爆炸

時間:1908年6月30日上午7時。

地點:今俄羅斯通古斯河附近,北緯60.55度,東經101.57度。

名稱:通古斯大爆炸。

區域:爆炸波及面積達2 150平方公里,威力相當於2千萬噸TNT炸藥。

危害:處於無人區,有近8千萬棵樹被燒燬或截斷。

發生過程與現象:

事發前,有多名目擊者看到從貝加爾湖西北方向快速移動一個巨大火球至通古斯地區,最後消失在地平線,事發後,通古斯地區大範圍的天空持續多天呈現橘黃色,夜晚也明亮暗紅如同白晝,即使數萬公里外的亞歐地區的夜空,幾天內都出現了暗紅色。

現場產生強光,中心區域高溫灼熱,騰昇起蘑菇雲,同時發出巨大聲響,形成的衝擊波將中心區域外600多公里的玻璃震碎,遠在數萬公里外的地震監測儀和氣壓異常記錄儀均被監測到相關數據。

爆炸原因:

因為事發地點是西北利亞的無人區,事發時間又是1908年,當時俄國政局動盪,接著第一次世界大戰,因此科學考察並沒有及時進行。

第二次世界大戰之後,蘇聯雖然作了較詳盡的科考,但由於冷戰原因,科考幾乎都是蘇聯的獨立調查,直到蘇聯解體,世界性的科考組織才進行了細緻研究。

由於時隔日久,缺乏爆炸當時的現場特徵記錄和原始描述,因此後來對爆炸起因的解釋多具有推測性,使得本來就謎團重重的爆炸更具爭論,各種學術觀點不斷冒出,上百種詮釋,各說紛紜,到今天為止,還沒有定論,故被稱為通古斯爆炸之謎。

歸納起來,主要詮釋的學術性觀點如下:

隕石撞擊說:

隕石撞擊說得到大部分科學家的認同,包括美國在內的多國科學家都進行了電腦模擬實驗和電腦演示和計算,可以得到比較信服的解釋,但是,爆炸現場沒有找到任何隕石,雖然若干年後找到了3個類似的隕石坑,面積在90~200平方米左右,但隕石坑內沒有發現任何隕石,沒有很明顯的隕石撞擊特徵。

核爆炸說:

核爆炸說的立足點就是現場騰昇了蘑菇雲、強光、強大的衝擊波和氣浪特徵,但是爆炸中心沒有核爆炸的高溫證據,同時也沒有完整的核輻射和核殘留證據。

外星飛船墜落說:

沒有任何碎片和外來殘留物,沒有目擊證據。

反物質說:

反物質來自哪裡?地球不可能存在反物質,如果反物質來自外太空,在地球大氣層就會爆炸,不可能到達地球表面才爆炸。

彗星刮擦說:

彗星質量和體積龐大,其運行軌道可以計算和發現,早期容易被全球其它地區觀察或目擊,但是沒有任何其他地區觀察和目擊到,也沒有任何彗星軌道可以佐證。

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1.3 貴州空中怪車事件

時間:1994年12月1日凌晨3點。

地點:貴陽市北郊18公里處的都溪林場

名稱:空中怪車事件或都溪林場爆炸

區域:核心區域範圍長約3公里,寬約150m~300米,周邊5公里範圍波及影響。

威力:近400畝馬尾松均被攔腰截斷,5公里外的貴陽玻璃廠屋頂被揭,圍牆推到,鋼管被截斷,重達50噸的火車被推移近20米。

發生過程及現象特徵:

據當時都溪林場職工描述,事發當晚暴雨,凌晨睡夢中被空中轟鳴的巨響驚醒,伴隨著強光呼嘯而過,門被強大的力吸住無法打開,空中像一輛快速的列車經過,故此被稱為空中怪車事件。

事後發現,近400畝的樹林被攔腰折斷,這些樹均高達20米左右,直徑在20~30釐米,截留的樹樁在1.5~4米不等,在近3公里的區域內,對樹林的摧毀具有跳躍性,即不是連片破壞,而是具有明顯的4個帶狀區域,樹幹的傾倒方向基本上是西向,部分小樹有擦傷痕跡,地上葉片殘枝大多沒有被吹走。

此次爆炸沒有造成人畜傷亡,遠在5公里外的廠區保安被風捲起,並在空中移動了數米,附近高壓線和電話線未受損。

爆炸原因:

爆炸發生後,各地專家和學者紛紛前往考察和研究,作了大量的檢測,沒有發現核磁異常現象,也沒有找到隕石和隕石坑。

因此,對於都溪林場爆炸的解釋,大體上形成三個主流觀點:

下擊暴流說:

下擊暴流是雷暴引起的氣流下沉運動,從而形成近地面向外擴散的水平風,這符合當時事發時的天氣條件,但是,下擊暴流的下沉氣流對樹木的摧毀應該是圓形輻射狀,這與現場樹木均呈西向傾倒明顯不符,而且樹下葉片未被大規模吹動也不符合下擊暴流說。

陸龍捲風說:

現場具有龍捲風部分特徵,但與當地的氣候特徵不符,龍捲風不可能在山區發生,即使發生,龍捲風的破壞是連片的,不可能出現跳躍性的破壞;其次,龍捲風對樹的折斷大多是擰成麻花狀,而不是攔腰截斷。

UFO故障撞擊說:

認為是外星人飛船因故障而刮擦樹林,折斷樹木,經歷四次反覆跳躍性的撞擊樹林,造成樹木不連續的帶狀截斷,事後UFO被修復而飛走,這能很好的解釋現場樹林跳躍摧毀特徵,但缺乏有力目擊證據。

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1.4 印度的死丘事件

時間:距今3600年前。

地點:印度歷史上的摩亨佐達羅城文明遺址

名稱:死丘事件

區域:約5萬人的城市居居區全部摧毀,面積達數百平方公里。

威力:具有高度發達的古城文明頃刻毀滅,中心爆炸區域近1000米,遠離中心爆炸區幾十公里外,挖掘出大量人體骨架,無數人在毫無防備的情況下死亡,因此被稱為死亡谷地,即死丘事件。

爆炸原因:

原因不明,科學史上把通古斯爆炸、天啟爆炸和死丘事件並稱為地球上三大自然爆炸之謎。

發生過程與現象:無從考證,不詳。

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2 第二部分:四大爆炸事件的新詮釋

2.1 四大爆炸事件的共同點

通過對這四起爆炸事件的起因和過程歸納,對現有的材料總結和分析,得出這四大爆炸事件具有以下9個共同特徵。

第一、具有瞬時性。

發生爆炸時來得突然,去的也快,往往就是幾分鐘甚至幾十秒時間。

第二、爆炸威力巨大。

以上四大爆炸最小的屬於貴州空中怪車事件,這也造成了幾平方公里的破壞,中心區域5公里外重達50噸的火車都被推移了20多米,更不用說通古斯爆炸的巨大威力,這些破壞威力都是遠超人力範圍。

第三、具有強大的氣壓波。

爆炸發生前後均有巨大的空氣擠壓現象,具有颶風特徵,因此大都產生了爆炸性質的蘑菇雲現象,蘑菇雲形成需要空氣瞬間擠壓和局部巨大溫差才能產生。

第四、均屬於空中來客引起的爆炸。

以上事件除了印度死丘事件無從考證外,其它三起爆炸都有現場視聽者描述了天空有發光體的快速移動和巨大轟鳴聲。

第五、爆炸具有明顯的帶狀性和方向性。

以上爆炸雖然都有損毀最嚴重的中心區域,但是這些爆炸中心都不符合輻射性的圓周狀特徵,而是具有方向性的長帶狀破壞。

第六、均有發光物移動並伴隨塵埃漂浮現象。

爆炸發生時大都有目擊者表示天空出現巨型發光物快速移動,事後伴隨塵埃漂浮致天空昏暗,天空變色等現象,在通古斯爆炸和天啟爆炸中,這些現象都有明確記錄,但貴州空中怪車事件因為當晚的大雨天氣,加之是晚上,因此無法觀察到塵埃和空中情況。

第七、都不是超高溫爆炸。

這四起爆炸的中心區,除了印度的死丘事件考古疑似有高溫爆炸性質外,其它都不具有高溫爆炸性質,天啟爆炸伴隨火藥庫爆炸也沒有出現劇烈高溫,而空中怪車事件沒有著火痕跡,當然,這要感謝當晚的大雨天氣,也就是說不具有類似的核爆炸特徵。

第八、沒有預兆。

這四起爆炸事件發生前,均沒有出現任何明顯的異常現象,也就是說沒有任何預兆,來得快,去的也快,無規律可循,也無重複發生現象。

第九、找不到明顯的爆炸殘留物。

這四起爆炸中,都沒有找到隕石或其他引起爆炸的遺留物,也沒有明顯的爆炸坑或隕石坑。

2.2 四大爆炸的原因均屬於天體刮擦事故。

天體刮擦事故是指:兩個天體的公轉軌道存在交匯,當兩個天體在交匯處相遇時出現挨近、刮擦、墜落、碰撞等事件,稱為天體刮擦事故。

發生這種星體刮擦事故的根本原因是:兩個星體的公轉軌道存在交叉,在交叉軌道處兩個星體恰好同時通過,因此發生了挨近、刮擦、墜落、碰撞等現象,故此稱為天體刮擦事故。

軌道交匯的兩個天體刮擦時,具有下面一些基本特徵:

【1】由於兩個星體運動的相對速度非常快,體積較大,當星體之間存在大氣層時,那麼就會發生大氣層被擠壓而產生類颶風破壞特徵;

【2】與大氣層摩擦會產生髮熱發光現象,因此破壞具有火災破壞特徵;

【3】與實體刮擦就會產生嚴重破壞和劇烈撞擊而類似爆炸特徵;

【4】星體碰撞會發生撞擊坑,同時星體會被彈離而發生變軌,因此破壞具有類地震特徵;

【5】兩個星體刮擦時相對速度非常快,因此刮擦具有瞬時特徵;

【6】由於星體公轉軌道都具有明確的方向性,因此,星體刮擦事故均具有明顯方向性和帶狀性破壞特徵,刮擦方向就是星體的軌道方向,而刮擦寬度一般就是星體的相互刮擦區域。

以上特徵與上述四大爆炸事件基本吻合,可以初步確定,這四起爆炸起因均屬於天體刮擦事故。

以地球為例,如果小星體與地球的公轉軌道存在交匯,那麼根據軌道交匯點遠近不同,可以將外來星體與地球危害關係劃分以下幾個類型:

,《1》遠交匯星體:

軌道交匯點與地球核心距離大於15萬公里。這類星體繁多,由於這些星體自身不發光,對於體積較小的天體,很難被觀察到。

這類星體對於地球來說是安全的,一般情況下,對地球不構成任何威脅。

《2》近交匯星體:

軌道交匯點處於地球大氣層外,與地球核心距離小於15萬公里。地球大氣層厚度最大半徑約為10 000公里,那麼,這類星體介於地心外約10 000~150 000公里之間。

近交匯星體被地球捕捉的可能性不大,成為地球的衛星或隕石概率很小,這是因為星體距離地球較遠,地球引力作用微小,改變其軌道能力有限。

這類星體對地球具有一定的安全隱憂,但威脅不大,與地球刮擦撞擊的概率極小,相對來說仍是安全的,例如2019年7月25日發現的“2019 0K”的小行星,就屬於這一類型。

《3》流星體:

指外星體與地球的軌道交匯點處於地心距離10 000公里內,地表100公里外,表明這類星體交匯軌道處於地球大氣層內。

這類星體由於運行軌道交匯於地球大氣層,當星體與地球相遇時,就會與地球大氣層摩擦,形成發熱發光現象,星體表面因摩擦產生高溫,表面脫離成為發光塵埃,這就是晚上看到的流星,流星白天很難被觀察到。

流星能否被地球捕捉,決定於流星的質量和軌道上的運動速度,即軌道動能。

對於高速運行的大質量流星,無論是地球引力,還是流星與地球大氣層的摩擦阻力,都不足以改變其運行軌道和消耗其軌道動能,大部分流星在瞬間就會穿越地球大氣層,然後沿原有軌道或稍微更改軌道後,繼續運行而遠離地球,對地球不再構成威脅。

這是因為:地球的大氣層直徑不足2萬公里,而流星與地球的相對速度一般高達百米每秒,因此星體與大氣層摩擦時間長則幾分鐘,短則幾秒鐘的時間,這對於進入地球大氣層的高速運動且質量較大的流星,對其軌道影響和動能損耗都不大,甚至因為地球的彈弓效應,這類星體還有可能加速離開地球,因此,這類流星很難成為地球衛星或隕石,對地球不構成實質性的危害。

而對於速度較慢且質量較小的流星,由於地球的引力和大氣層摩擦的雙重作用,可以改變其軌道變成地球衛星,嚴格說是地月系的衛星,由於衛星處於大氣層內,因此會被大氣層持續摩擦,最終質量變得很小,軌道動能被耗盡,最後自由降落到地面成為隕石,這對地球的威脅和破壞也不大。

總之,所有流星都有自己確定的軌道和軌道動能,即使外來星體進入地球大氣層而受到摩擦,絕大部分流星的軌道動能損耗和地球引力都不足以改變它們的軌道,因此成為地球衛星或隕石的概率依然很小,它們大都能穿越地球大氣層成為瞬時流星。

而能被地球引力和大氣層阻力改變軌道的星體,一般質量小,軌道動能小,被大氣層反覆摩擦後質量變得很小,甚至變為塵埃,因此對地球威脅與危害也不大,總體來說,流星對地球仍是安全的。

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《4》刮擦碰撞星體:

外來星體與地球的公轉軌道交匯點接近地球表面,甚至穿過地球實體,而當地球在軌道交匯處與這類星體剛好相遇時,就可能與地球的地表實體刮擦,甚至與地球對撞。

這類星體對地球具有極大威脅和殺傷力,上面例舉的地球四大爆炸事件,都應當歸於這類刮擦星體。

這類星體一般質量和軌道動能都不小,穿越地球大氣層時無法被地球引力捕捉,大氣層阻力與摩擦也消耗不了其巨大軌道動能,當這類星體與地球恰恰在交匯點相遇時,就極有可能與地球表面刮擦,或直接碰撞而發生災難性的撞擊事故。

小星體與地球發生碰撞,並不表示撞擊星體會落到地球上變成隕石,恰恰相反,行星與地球的碰撞是彈性碰撞,小星體常常被彈開得更遠,因此被逼改變軌道而迅速遠離地球,這樣,刮擦與碰撞往往是瞬間的擦逝而過。

因此,小行星與地球的刮擦碰撞一般是不會留下隕石的,即使發現隕石坑,也只表示小星體與地球發生了碰撞,而星體早已被彈開遠離,最後回覆到原軌道或改變軌道後繼續繞其核心公轉。

這就是上述四大撞擊爆炸事件中都找不到隕石的原因,事實上,包括整個宇宙,天體與天體之間的碰撞,一般都是找不到隕石的。例如,在月球上滿是隕石坑,但幾乎沒有發現隕石或星體殘核,在地球上的隕石坑中,極少發現有隕石殘核的。

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對於小星體與地球軌道交匯相遇時,只要不是正面碰撞,僅是表面實體刮擦,其破壞力就要小得多,上述四起爆炸事件均屬於刮擦事故而非正面碰撞,因此只出現區域性災難。

在刮擦過程中,小星體與地球相對的高速挨近運行,對地球大氣將形成強烈擠壓,因此產生巨大的氣壓衝擊,形成空氣震盪波,造成對周邊物體的氣壓性破壞和氣壓波位移,具有類颶風特徵和類地震特徵。在明朝天啟爆炸事件中,強大的氣壓將人群的衣物撕裂而捲走,而不是脫掉了人的衣服;而空中怪車事件中,將火車推移都是強大的氣壓波作用。

同時,星體高速運動與大氣的摩擦會產生高溫,導致其表層脫落形成塵埃,因此導致空氣渾濁,光線昏暗,形成騰昇的蘑菇雲,當星體經過時,因遮擋陽光還會造成瞬時黑暗,這與明朝天啟爆炸記載非常吻合。

小行星與地球的刮擦碰撞,基本上屬於摩擦性高熱,所以一般不會產生特高溫性質的爆炸,如果碰上下雨天氣,甚至不會發生火災,例如貴州的空中怪車事件;而明朝天啟爆炸是晴朗天氣,加上火藥倉庫的引爆,才加劇了當時的火災程度;通古斯爆炸雖然引發大火,但不存在類似核爆炸性質的高溫中心點。

除了印度的死丘事件無法考證外,包括通古斯爆炸在內,這些行星與地面沒有實質性的大碰撞,因為都沒有發現較大的隕石坑,通古斯爆炸雖事發多年後,宣稱找到了三個小的隕石坑,但並不能完全確認,即使是這次刮擦形成的撞擊坑,仍屬於小範圍的刮擦撞擊。

刮擦撞擊容易出現跳躍性反覆刮擦撞擊,這是因為每次撞擊,小星體的本來軌道就會被彈離,但小星體的運行軌道具有慣性迴歸,因此就會發生二次、甚至多次反覆刮擦,例如貴州的空中怪車事件就是如此。

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當然,星體與地球刮擦碰撞的概率仍然會非常低,這是因為這類星體雖然存在與地球公轉軌道交匯,但並不表示兩顆星體會經常在交匯處相遇併發生碰撞,因為兩顆星體的軌道非常漫長,兩顆星體剛好在軌道交匯處相遇,同時發生刮擦碰撞的週期是非常漫長的,有的長達幾萬年甚至幾十萬年才有一次,所以刮擦碰撞的機率很小。

同時,星體越古老,這種相遇碰撞的機率就越小,因為能發生相遇碰撞的機率之前已經發生了,而一旦發生過一兩次大的碰撞後,兩個星體都會發生軌道偏離,以後就不再或很難再發生了,因此後續發生與地球碰撞事件的星體,要麼是碰撞週期非常漫長超過了地球的壽命,要麼就是新星體,因此,這類撞擊性很少有重複和週期性。

因此,人類對於這種星體碰撞的過度擔憂和恐慌,確實是不必要的,因為機率實在是太小了。

總之,小星體與地球的這種刮擦碰撞事故,會因為小星體的質量和體積的大小不同、公轉速度和軌道動能不同、距離遠近不同、軌道形狀和公轉週期不同,而產生不同的現象和大小不同的碰撞概率。

3 第三部分:星體刮擦事故的天體物理分析

3.1 地球對外來星體的引力解說

在前面的分析中,很多人總是會提出疑問,因為根據傳統理論,地球的引力是巨大的,距離是無限遠的,因此認為,只要是靠近地球的小星體,就將被地球的引力吸引而與地球發生撞擊,或者小星體一定會被地球吸引到地面上成為隕石,似乎靠近地球的小星體都不可能逃離地球。

事實上,地球的引力很小,尤其是遠距離時引力更小,地球引力具有極限半徑,地球的引力極限半徑約是15萬公里,超出15萬公里外,地球就不再有引力作用。

同時,地球引力僅僅只對地球上物體或地球構成體具有吸引作用,或者對進入地球極限半徑內,被耗盡軌道動能的的星體才具有吸引作用,而對所有公轉性質的天體,包括月球和人造地球衛星在內,地球對它們都不具有引力作用,公轉天體只相對地月系核心有引力作用,而不是地球對它們有引力作用。

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因此,對於進入地球引力極限半徑圈內的外來星體,存在三種可能性:

第一種,外來星體的軌道動能很大,與地球擦肩而過,互不干涉。

第二種,外來星體的軌道動能不大,或與地月系衛星的軌道動能相等,在整體地月系的引力作用下,成為地月系的衛星。

第三種,外來星體的軌道動能不大,並且進入地球的大氣層,在大氣層的阻力和摩擦作用下,耗盡其軌道動能,最終自由下落到地面成為隕石。

下面用天體物理的基本原理來解釋以上論點。

3.2 萬有引力與重力的動能變換公式

所有的星體總是繞著一個固定的核心點公轉,例如太陽系內的所有大大小小的星體都是繞著太陽系的一個核心點公轉,這個核心落在太陽內,包括太陽本身也是繞著這個核心公轉,因此,行星不是繞著太陽轉,而是繞著太陽系的核心轉。

繞著同一個核心公轉的所有天體就組合為一個星體家族,稱為共核系,如共核太陽系,而宇宙中如同太陽系平等的共核繫有無數個,即為不同的共核恆星系。

而月球和地球也是一個共核系,稱為共核地月系,月球和地球都是繞著地月系的核心公轉,而不是月球繞著地球轉,因為地月系作為整體又要繞太陽系公轉,因此,共核地月系屬於共核太陽系的子系,而與地月系平等的共核繫有土衛系、木衛系等等。

任何共核系都有一個恆定不變的共核系常量,共核系常量q等於共核系內任意星體的公轉軌道的即時速度V平方與對應軌道半徑R的乘積。即:

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共核系內所有天體公轉軌道瞬時速度平方與對應半徑的乘積總恆等與共核系常量,這與天體的質量無關。

共核系內的天體無論如何改變位置和軌道,必須遵守共核系常量恆等規律,這是共核系內所有星體的基本特徵,是共核系星體的共同基因。

例如:利用月球的公轉速度V=1.023km/s,軌道半徑是地月的核心距離384 400km,就可以計算出地月系常量是:

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這樣,地月系內包括人造地球衛星在內的任何衛星的公轉瞬時速度平方與對應的半徑的乘積都將等於q,沒有例外。

下面圖表是地月系內部分天體的軌道數據,證明地月系內,所有天體公轉速度平方與半徑乘積恆等於地月系常量,如圖表(3-1)。

地月系各個衛星軌道參數表:

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此列表中,表明地球實質是繞地月系核心公轉的大衛星,其公轉速度是V=11.2km/s,半徑在地月系核心外3 189km處,如果地球半徑小於3 189km,那麼地球就是實質性的地月系最近的一顆衛星,這表示月球並不繞地球公轉,而是繞地月系核心公轉。

而在太陽系中,利用地球繞公轉速度平方和半徑乘積,就很容易計算出太陽系常量為:

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同樣,可以將太陽系各大行星的軌道參數列表如(3-2):

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此表明確了在同一個共核系內,所有天體的軌道確定與星體的質量無關,星體無論處於何種位置或何種軌道,其速度平方與半徑的乘積處處相等,星體位置改變,速度必須跟隨改變,反過來,速度改變,位置必須改變,始終要保持共核系常量不變。

因此,如果把天體的質量看成不變,那麼,把天體質量m與共核系常量q的乘積,就叫做天體的旋轉動能,於是就有:

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在(3.4)中,由於共核系常量處處恆等,質量不變,所以旋轉動能也不變,因此把(3.4)稱為天體旋轉動能守恆原理。

把(3.4)變形就有:

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(3.5)中E表示公轉天體的軌道動能,而E1則表示公轉天體軌道公轉的瞬時速度對應的瞬時動能,這樣天體旋轉動能守恆原理就變為了軌道動能守恆原理。

把(3.4)繼續變形就有:

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(3.6)中F就是公轉天體受到地月系核心引力的大小,而不是受到核心天體引力的大小,這與牛頓的萬有引力定律中的引力是等值的,因此有:

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將上式化簡就可以得到引力常量G的計算公式為:

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(3.7)為萬有引力定律中的引力常量計算公式,M為核心天體質量,q是共核系常量,這表明萬有引力常量不是常量,而是一個隱變量,引力常量的大小與共核系常量成正比,與核心天體質量成反比。這樣,引力常量不需要用卡文迪許實驗去測定,而是可以直接利用公式進行計算,與公轉天體軌道速度和半徑有關。

把(3.7)代入萬有引力定律公式中可以得到:

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(3.8)表示,公轉天體受到的引力大小與天體的旋轉動能成正比,與半徑的平方成反比,而與核心天體的質量無關。

意思就是說:月球繞地球公轉,與地球的質量無關,即表示地球根本不存在對月球有引力,而萬有引力定律認為引力大小與兩個物體的質量乘積成正比,完全是誤解,這是把萬有引力常量G看成是常量的誤解,因此被誤讀為引力大小是由質量大小決定的。

事實上,引力常量是一個變量,引力與核心天體的質量沒有任何關係,完全可以否定引力的質量屬性,表明天體與天體之間的引力是相對核心的引力勢能,而否核心的質量作用的超距引力,引力大小與公轉天體的軌道動能相關,是一種動能效應。

也就是說,地球和所有的行星是繞著太陽系的核心公轉的,而不是繞著太陽公轉的,所有行星之所以能繞著核心公轉,是因為所有行星都具有旋轉動能O,或者說軌道動能E,旋轉動能才是維持天體公轉的原因,而旋轉動能守恆,是天體恆久公轉的原因,天體公轉改變,必須是旋轉動能改變,旋轉動能消失,天體公轉才會停止。

共核系中常量q處處恆等,證明旋轉動能守恆,旋轉動能守恆是天體永不停息旋轉的原因,而不是核心天體提供的引力,超距的引力是不存在的,這是萬有引力定律的誤讀。

在地月系中,地球是繞著地月系核心公轉的,在太陽系中,太陽是繞著太陽系核心公轉的,因為核心在分別在地球和太陽內部,而地球和太陽的剛體半徑超過了其公轉軌道半徑,因此各個共核系中,核心天體的繞核公轉都演變為自轉。

圖表(3-1)表示,地球也是繞地月系核心公轉,軌道半徑是R=3189km,公轉速度是V=11.2km/s,遵守共核系常量q。

這就是地球逃逸速度為什麼等於11.2km/s的本質,表示地球上的一切具有質量為m的物體或其構成體都具有的軌道瞬時動能是:

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因為地月系核心居於地球內部,地球是剛性球體,因此無法實現在核心外以半徑為3189km,速度為11.2km/s公轉,只能實現繞核心自轉,這樣就存在了公轉與自轉的速度差,因為速度差而產生動能差,根據動能守恆原理,動能差就轉化引力勢能,因此引力勢能公式就是:

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(3.9)中,m是地球物體的質量,V是地球繞地月系核心的公轉速度或逃逸速度,V1是物體所處點的自轉線速度,這表示地球上的一切物體具有引力勢能是地球公轉(逃逸)動能與自轉動能之差。

但地球上一切物體或者說構成體都有進入核心自轉或公轉軌道上公轉的趨向,在觀察者看來,是地心的吸引力,即地球引力,引力的本質是引力勢能作用下的效應,引力勢能是趨向核心運動的慣性,即核心外物體要實現繞核心以11.2km/s的速度自轉或公轉的慣性趨向。

但是,因為地球是剛體結構,阻擋了地球上核心外物體進入核心自轉的可能,因此這一動能差就以引力勢能的形式貯藏起來,而地球上物體引力勢能的大小E引,可以用物體的質量m,所處點的地心距離d、重力加速度g的乘積來表示,這樣就與動能差構成能量平衡方程,即:

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(3.10)中V是常量,即天體的逃逸速度,地球上V=11.2km/s。

顯然,引力的本質是動能的效應表現,不是質量決定引力大小,也不是超距的引力,而是地球公轉轉變為自轉的動能差,動能差就是引力勢能,引力勢能表現為回到核心運動的趨勢,產生了地心吸引的引力現象。

變換(3.10),可以得到:

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(3.11)就是重力加速度的計算公式,在地球上V是常量,其它天體也都是常量,即逃逸速度,因此,重力加速度的大小決定與物體位置的自轉速度和核心距離。

由(3.11)的重力加速度公式,就可以得到物體的重力計算公式:

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(3.12)中因為V是常量,因此重力的大小決定於物體的質量、所處點的自轉線速和核心距離的大小,重力的大小與動能差成(引力勢能)成正比,與核心距離成反比,這就表明了重力的本質是能量關係,而不是質量關係,是能量決定了引力(重力)大小,而不是質量決定引力大小。

也就是說,引力只是表象,動能差是本質,先有引力勢能,然後才有引力,而不是相反,引力是物體的動能確定量,而不是質量確定量,引力是引力勢能效應,而不是超距力。

因此,無論是萬有引力定律的能量變換公式,還是重力的引力勢能變換公式,都表明不存在地球對地球上物體有吸引力作用,也不存在地球對月球有吸引力作用,更不存在地球對外來行星有吸引力作用。

因此,兩個星體發生刮擦碰撞,一般是不會存在隕石殘留的,如同一顆飛石與急速行駛的火車發生碰撞,小石子幾乎不可能留在與火車撞擊處一樣。

當外來星體與地球刮擦碰撞,由於外來星體和地球各自具有確定軌道和確定的軌道動能,且刮擦碰撞是彈性碰撞,撞擊後的小星體,一般情況下只會被彈出更遠,偏離軌道,因此,認為撞擊星體會被地球吸引而留在地球上,最後變成隕石的概率實在太小了。

在(3.12)重力計算公式中,對於地球來說,當V=V1時,重力為零,即表示物體完全失重,如果地球的半徑可以無限延伸,當半徑達到一定極限值時,自轉速度就可以達到11.2km/s,容易計算出這個極限半徑約是15萬公里,就是說,地球的引力極限半徑是15萬公里,超出這個界限,地球對其不再有引力作用,或者說引力勢能不存在。

由此,可以判斷,對於15萬公里外的星體,地球對其沒有任何影響,只有在15萬公里內,才有可能被地球捕捉成為衛星或隕石,而這種概率也是很小的。

據此,從天體理論上論證和詮釋了地球上四大爆炸事件之謎的存疑。


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