物理科学探疑-物理新战线-日全食重力异常现象的一种理论解释
日全食重力异常现象的一种理论解释
简介：对日全食重力双谷现象的一种解释。
一、引言
从物质作用原理上来说，物质本身对万有引力有屏蔽的属性，这个问题在“万有引力的计算公式及‘暗物质’的近似计算方法”①中有详细的论述。由于万有引力是长程力，并且是四种相互作用中的弱作用力。那么物质对万有引力屏蔽的实验检验则需要精度很高的仪器。在生活中和实验室中满足万有引力穿透的遮蔽层是不易寻找到的，但自然现象中日全食提供了这样的机会。在日食过程中，月球移动到太阳和地球之间时，月球则会对太阳对地球的引力进行屏蔽，这就导致日全食过程中地球重力出现异常。
法国经济学家兼物理学家莫里斯·阿莱斯(Maurice Allais)于1954年在巴黎第一次发现这种引力异常现象，他发现一个正在摆动的锤摆在日全食过程中出现了摆动方向发生剧烈变化。②1995年10月24日，印度科学家在印度的Dhoraji镇（22o44′，70o27′），首次观测到日全食发生期间，重力仪出现了12个微加重力度量单位的“重力低谷”③。1997年3月9号中国漠河日全食，我国科学家在全球首次发现4-5个微加的“重力双谷”。④而2008年8月1日新疆和今年2009年7月22日长江中下游地区的日全食，还没有发现有引力异常公布的结果。
对于结果的解释，我引用一段谈话：“王谦身教授20年来一直坚持国外60年代提出的“屏蔽原理”，即当日全食发生时，月亮不但将太阳光线遮住，而且将其引力也遮住，用来解释突然性的重力异常变化。但汤克云与任振球两位教授认为，若真是如此，按力学原理，地球上重力变化只可能出现“重力波峰”，这与实测中的“重力低谷”相矛盾。有趣的是，当记者采访王教授时，这位老科学家诚恳地表示：‘的确是我的解释有问题，我今年3月被他们说服了，但并不表示我对‘屏蔽原理’的放弃，有可能这是一小部分原因。’”③
日全食引力异常采用屏蔽真的不能解释了么？
二、日全食引力异常的解释
我这里就以1997年3月9号中国漠河日全食来分析一下是否可以采用月球对太阳引力的屏蔽来解释引力异常的重力双谷现象。
1997年3月9日9时8分，食延长达2分46秒。专业观测点主要集中在隶属中国科学院地球物理研究所的漠河地磁台以及漠河第三中学进行。⑤首先我们要确定观测点和日全食的位置：
漠河三中的地理位置为北纬52度58分12.46秒 东经122度32分38.28秒。在该位置东部有鄂霍次克海，东南有东海，南部有黄海，北部有北冰洋，但距离观测点比较远了。
1997年3月20日是春分节气，也就是太阳直射赤道的时间。太阳直射南北回归线和两次赤道的季节分别是冬至、夏至、春分秋分，南北回归线距赤道的角度是23度5分，其中每一天地球移动的南北纬角度是23度5分和四分之一年的比值，即约为15.178分。那么1997年3月9日太阳直射地球的纬度为南纬2度46分57秒（2.78度）。该观测点距距太阳直射点的纬度为55度45分9秒。此外，据观测者提供的当时太阳的高度为21度。⑤
根据如上的位置关系可以得到物体如下的受力方向：
太阳和月亮该观测点的引力方向和地平线夹角21度，该点的重力方向和太阳的直射面夹角为55度45分9秒。9点太阳同地平线夹角21度在东方。由于夹角小，覆盖面必然广。太阳和月球对该观测点的引力对重力的影响只有该点引力值0.36倍
假设月球可以屏蔽太阳的引力，那么太阳和月亮在日全食过程中对该测量点的引力变化为：
发生日食之前，天体对该观测点的引力等于太阳和月球对该点的引力之和，日全食时，太阳的引力将会被月亮遮蔽。对该观测点的引力作用只有月球的引力。如上图。
而观测点的重力则比较复杂了。除了受到太阳和月亮两个天体的引力作用影响之外，还会受到另一个因素影响。由于天体引潮力对地表、海面的作用，导致地面物质分布变化，如地下水，海面升高等。如果依据传统的引力公式，那么该点的引力受潮水影响基本不变。根据新的万有引力公式①，重力的大小依赖于万有引力穿透距离范围内的物质对该点的引力。天体引潮力导致的海面升高，地下水位上移等将会使该观测点的引力值增加。那么该点的引力值则依赖于天体的引力、引潮力增加的引力增量以及该点的原重力。即:
测量值=该点的原重力+引潮力导致增加的引力增量-天体的引力×sinθ （其中θ为太阳光和该观测点地平面的夹角）
实测测量值则可能出现如下几种情况：
1、引潮力（月球）导致增加的引力增量-月球引力×sinθ 〉引潮力导致增加的引力增量-（太阳引力+月球引力）×sinθ，那么则会出现重力双谷。
2、引潮力（月球）导致增加的引力增量-月球引力×sinθ < 引潮力导致增加的引力增量-（太阳引力+月球引力）×sinθ,那么则会出现单重力谷。
漠河观测到的这种双重力谷的结果的可能性是非常大的，主要原因在于太阳光和地面成21度的角度，天体引力对观测值引力的贡献只有天体原引力的0.36倍。而天体引潮力致使地下水位海平面上升导致的对观测点的引力，在观测值的数值提供上则是不变的。换句话说，天体的引潮力对地面引力作用导致的观测点的重力增量，大于天体本身的引力对观测点数值大小的贡献，就产生重力双谷现象。
请注意，这里的引力不是经典万有引力公式中的引力，而必须采用新的①万有引力公式中的引力。
由于天体引力引起地表的潮汐作用对不同的地点区域是不同的，如果在非日食区域，只要满足：引潮力导致增加的重力增量 <（太阳引力+月球引力）×sinθ，则可以观测到一个重力谷。相反，则可以观测到一个重力峰。
此外，对实测值有影响的另一个因素是观测点的地球自转的法向加速度，如果在同一个观测点的数值中，对重力数值在谷或者峰上影响不是很大，但是在不同纬度的比较上，就存在差异了。如在北极可以当作零处理，而在太阳直射的赤道，则在重力加速度上存在0.0339的理论差异值。就必须要考虑了。如：1995年10月24日印度的Dhoraji镇和1997年3月9号中国漠河日全食之间的比较上就不能忽略这个数值了。地球的法向加速度和地球的纬度有关系，方向垂直于地球自转轴。
三、日全食引力异常引起的理论问题
日全食引力双谷现象采用经典的引力理论无论如何是不能解释的。这意味着万有引力公式
所反映的并不是天体间真实的作用规律。如果日全食引力异常过程中的重力双谷或者重力谷可以被重复观测，那么观测点的引力大小只依赖于地球的引力作用和天体的引力作用的叠加，而观测点的引力依据经典的万有引力公式则只能当作常数处理，这样就不能解释日全食重力异常的波谷问题。这就意味着经典的万有引力公式被淘汰出局。失去了经典的万有引力公式，而依赖于万有引力公式计算的天体运行规律甚至整个的宇宙运行规律就会出现错误性的判断。
虽然目前还没有试验来验证我提出的一种新的万有引力公式①是正确的，但是它可以为日全食重力异常的双谷现象，提供一种理论上的解释方法。虽然现在还不能看作在实验上验证，但却是很有希望的。其原因在于，天体引力对地表的潮汐所引起的海水增量的大小、地下水位上升的多少等这些潮汐效应所导致的重力增量，都没有精确的数值来核对重力双谷的实验数值。另一方面，新的万有引力计算公式中的一个关键的求解数值——万有引力的穿透距离也未曾确定该数值关系。
参考：
①万有引力的计算公式及“暗物质”的近似计算方法 http://www.phyw.com/yzdgn/wyyldjsgshjawzhdjsff/wyyldjsgshjawzhdjsff.htm
②中国科学家将通过日全食进行重力异常实验 http://www.sciam.com.cn/html/tianwen/2009/0720/5077.html
③[学术问题] 日全食过程中的引力异常现象（google搜索） http://www.51xuewen.com/ask/q_4205.htm
感应引力的天文观测证据 陈寿元 http://bbs.book.sina.com.cn/thread-59-0/table-20726-5388.html
④日食将降低地球重力 万有引力是否需要修正？ http://bbs.gxsky.com/200812560042/20097/2060000_59392.htm
⑤1997年漠河观测日全食 http://astronomy.uua.cn/data/show-1-1.html
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