宇宙时空力学的探索和研究,原创:小宇宙科学哲学

物理学需要描述、分析和解释的宇宙客观现象应该具有普适性、可实验性、可证伪性和逻辑推理性,或者说具有可观察、可实测、可证实、可运用的广泛实际存在性。我们发现,运用我们现有的力学理论,很多宇宙现象都无法验证、推理和解释。就如:暗物质和暗能量是什么,是怎样产生的?星系团、恒星、行星、卫星为什么会自转和公转?黑洞是否真实存在,它又是怎样产生和形成的?是否存在白洞和虫洞?宇宙大爆炸是如何形成产生的?宇宙是否一直在膨胀?恒星坍缩是什么原因?人类如何才能进行星际运输、星际开发、星际探索和星际移民等?


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为了探索和研究宇宙时空力学,就必须引入和总结前辈物理学家经常运用和提出的宇宙时空力学的四态原理,以及四态原理之间的互联性。这四态原理分别是叠加态原理、激发态原理、等效态原理和忽略态原理。这里的“态”是指物体的运动或者静止状态。叠加态原理是从宇宙万物的永续运动变化中推断出来的,它是一个普遍存在的原理,是万物在不断发生不同的运动变化状态过程中的受力或能量—动量变化的原理,或者说是力和能量—动量叠加状态下使物体产生运动变化的本质。打一个很常见的比方:一个人要活着,就必须不断地补充所需的食物,按照爱因斯坦的质能方程E=mc²,一定质量的食物会给人增加一定的能量,具有了一定的能量,人们才能进行体力劳动、脑力劳动和维持本身的新陈代谢,不断地补充这便是一个叠加的状态过程。再如,所有的星球不停地自转和公转,就必须存在力或能量—动量不断叠加的状态过程。激发态原理是具有物质波的所有物质在能量激发作用条件下或者反过来能量转化为物质的原理,或者说是物质与能量在关键影响因子条件状态下被激发相互转化的状态原理。爱因斯坦的质能方程说明,具有一定质量的物质可以转化为一定数量的能量,一定数量的能量也可以转化为一定质量的物质,但必须具有前提条件,是在关键影响因子的条件状态下进行的。如煤炭只有在燃烧的状态过程中才能释放出光和热,燃烧便是煤炭由质量转化成能量的激发状态条件或者说是关键影响因子。等效态原理是在等效的条件状态下进行计算、推理、验证中普遍适用的原理。如热力学的第一定律能量守恒定律:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变,总量保持不变这便是等效态原理。还有就是我们在运用公式计算过程中建立的等式或等效状态下公式的转换等。物理学实验必须运用严谨的等效态原理进行验证,任何不运用等效态原理的实验都具有局限性和不确定性。忽略态原理是指我们在观察、实验和应用过程中,往往忽略了一些共性状态的作用和条件所形成的理论。如我们在研究和观察地球上相对静止或相对运动的物体受力时,便忽略了地球的自转和公转;再如你坐在汽车、火车上,总感觉到周围的树木、房屋在朝着你相反的方向运动,这是忽略了你所乘坐的汽车、火车与你保持同一运动状态这一共性原理。忽略态原理在我们的日常生活中随处可以见到,并经常运用到。四态原理之间的互联是指四态原理之间存在着相互的联系,特别是在实验过程中,进行检测计算用得比较多。就如1798年,英国物理学家卡文迪许的扭秤测定实验,就是忽略态原理和相对等效态原理的基础上测出的引力常量G,这里不仅忽略了地球的自转和公转,而且忽略了扭秤周围其它物体或物质对扭秤产生的“引力”和电磁力等,相对等效态原理就是运用牛顿的万有引力公式F=GMm/r²,导入其余数据而得出G值。至于其它四态原理之间的互联这里就不一一展开。


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宇宙时空力学是运用新的力学实验和运动理论来探索与研究天体之间及物质之间的相互作用力,新的力学实验就是经典电磁驱动和磁磁驱动实验(见小宇宙科学哲学原创:经典电磁驱动和磁磁驱动实验,这里不再展开实验过程),电磁驱动实验为星球内部发电机提供了有力的形成条件,磁磁驱动实验证实了星球自转和公转产生的原因。新的时空运动理论从天体受力的各个原因进行分析,并遵循相对静止或相对运动的三原则:同时、同向、同速。完全同时、同向、同速则两物体之间处于相对静止状态,如我们看见的高山、房屋、马路就一直与地球保持着同时、同向、同速的运动,所以我们感觉到高山、房屋、马路是相对静止的。再如,我们乘坐火车、轮船、飞机、汽车时,由于我们与行驶的火车、轮船、飞机和汽车保持着同时、同向、同速的运动,所以觉得火车、轮船、飞机、汽车相对于我们是静止的。但三原则之中改变任何一个,如不同时观察一株树苗,你会发现树苗经过一段时期以后,明显长粗长高了;又如你坐在火车上观察反向行驶的汽车,感觉到汽车飞驰而过;再如你坐在火车上观察同向行驶的汽车,由于汽车速度慢于火车速度,你会看到汽车慢慢掉到后边,甚至越来越远。


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宇宙时空力学是从能量场到动量场,或者从动量场到能量场之间的相互转换而赋予物体及物质内在的和外在的运动能力。牛顿的力学运动第二定律是物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同,公式是F=ma,代入到动能公式E=½mv²得到F=2Ea/v²,说明物体运动所具有的能量与受到的力成正比,力的大小就表示能量释放或损耗的多少,是能量的传递和转换形式,每一粒子都是一个或大或小的能量包,即使现在的科技认知基础上看来是微质量的轻子或无质量的光子。


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宇宙时空力学从五种作用力着手,包括磁爆力(或喷流力)、引力、电磁力、强力和弱力。这里引入第五种作用力—磁爆力。磁爆力是指星系中心黑洞在强相互作用力和弱相互作用力都消失的情况下,由于黑洞中心亚光速的旋转,使黑洞中心产生强大的吸积力或引力,原理同吸尘器和吸油烟机,致使黑洞视界范围内的所有物质和能量都被黑洞吸积盘吸引,这样黑洞中心的特强磁场在超越中心所能承受的密度和压强的作用下就会产生强磁爆炸,从而形成磁爆力。磁爆力垂直于整个星系转动盘面,从转动轴方向喷流出强磁物质和能量,能量相当于成千上万亿颗恒星的总能量。由于黑洞中心致密超强磁体的爆炸(也可称为黑洞爆炸),从而形成超强巨大的喷流,所以喷流所到之处,既没有恒星,也没有行星和卫星,所有的星球都被摧毁,喷流带着所有的星球物质和巨大的能量散布在所经过的太空中,被驱散开的空间形成了太空空洞。喷流就是爱因斯坦所猜想的白洞,而太空空洞就是虫洞。即使能量在太空中传递衰减稀释以后,仍然能够产生巨大的推动力或排斥力,推动星系彼此远离,这就是星系彼此退行产生的原因,也就是所谓的宇宙膨胀。磁爆力是长程力,是所有力中最强的力。再从其余四种基本作用力来分析黑洞和恒星的自旋力,对于周围天体来说,在黑洞和恒星自转力的作用下,既有向心力和离心力这两种相反的力,也有黑洞吸积盘中心的吸引和恒星吹向行星际带有带电粒子的恒星风(原理同电风扇,太阳就是太阳风)这两种不同的力。恒星由于核聚变和恒星风使得恒星外围能量的释放和物质粒子的减少,恒星内部高温高压的影响,造成了恒星质量和体积的不断缩小,这样才发生了恒星坍缩。


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由于宇宙天体受力运动的复杂性,所以必须采取更有效合理的方法途径去描述、分析和解释天体的运动状态。目前最有效合理的方法途径就是力的合成。当一个物体受到几个力的共同作用时,我们常常可以求出这样一个力,这个力产生的效果跟原来几个力的共同效果相同,这个力就叫作那几个力的合力,原来的几个力叫作这个力的分力。合力可能大于任何一个分力,也可能小于任何一个分力,也可能介于两个分力之间。这样就有了宇宙时空规范场的概念,于是也就有了牛顿的引力理论中场方程,就是泊松方程ΔU=﹣4ΠGP,爱因斯坦相对论中的时空曲率的引力场方程ΔU=﹣½KPC^4。这两组方程实质上是将所有的合力规范在统一的场中导入公式,然后利用实测数据进行计算,这个统一的场就是引力场,但牛顿与爱因斯坦的引力场由于选定坐标系和等效原理的不同,引力场方程也有所不同。从而也说明引力是其余所有分力的合成表现,理所当然就不会存在引力子,也就无法将引力与电磁力、强相互作用力、弱相互作用力在规范场中进行统一。因此,大统一理论中不包括或者不存在引力。这也是爱因斯坦花费后半生统一引力和电磁力终极无果的原因。即使牛顿的万有引力公式F=GMm/r²用于地球上的受力物体,物体受力包括地球的向心力F₁=mω²R和重力F₂=mg的合力,如果要将所有力都考虑到,还应该包括地球大气压力和地球的电磁场力等。


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对宇宙时空力学的探索和研究,是为了分析天体运动的所有受力因素,发现宇宙天体中的第五种作用力,并领会前辈科学家引入场方程的主旨思想,避免再去走弯路,去寻找根本不存在的引力子,或将引力与电磁力在规范场中进行统一,启发人类今后如何借力用力,进行星际运输、星际开发、星际探索和星际移民等。就如人类的探测器要飞出银河系,只需将宇宙探测器飞行到适当远离银河系黑洞的转动轴的正对方向上,也就是黑洞喷流被衰减稀释以后的方位上,就可以借助银河系中心黑洞的磁爆力(或喷流力)将探测器推动或排斥出银河系,从而进入别的星系。

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