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挑战广义相对论及牛顿引力
林昀
福建省永安市第一中学 Email:lyq3822708@126.com
摘要：不存在相互吸引的力，引力是两组推力之差，这种推力来自于一种特殊实体。G值不是一个常量它受多种因素影响。引力大小只在某一范围内与距离二次方成反比。在本文所构建模型中宇宙只有一种演化方向即膨胀。
关键词：特殊实体 反引力 万有引力常量 布朗运动
一：引力的实质
随着科技的发展，人类做了大量有关于引力的试验或观察，例如，超负载力的发现和通过天文观测得出宇宙在加速膨胀的结论。
现在的引力理论已无法解决这些问题，但如果从相反的角度看待引力，建立一个新的模型似乎可以解决一些实际问题，这里必须提到“布朗运动”。这是布朗通过观测植物花粉粒发现其无规则运动，爱因斯坦在1905年的一篇论文中提出花粉的无规则运动实际上是花粉颗粒受到各方向液体分子不平衡的撞击作用造成的，同样在关于引力的这一模型中也有类似的问题，在看似虚无的真空中应当存在这一种特殊的实体，这种实体应有两个基本的特性：
1、在一定空间范围内，它的分布是均匀的，而且在一段较长的时间内，它分布的密度是不变的。
2、任意一个这种实体在任意时刻向任意方向运动的概率相等。
如果将一个物体置于充满了这种特殊实体的背景中，这种特殊实体给了这个物体一种“推力”，与布朗运动不同的是，这个物体在任意方向上受到的力都是等大的，物体应保持受力平衡状态，但值得注意的是，如果将两个物体A和B都置于这一背景中，A和B之间隔一段距离（O1 O2分别为物体A、B重心）
直线L经过A、B两个物体重心，由于空间背景中的特殊实体具有前面提到的两种特性，可证得在除了直线L的方向上，物体任意方向上受到的力都是相等的。
例如，在直线T方向上（T经过物体重心Q）
Q点在右方和Q点左方的直线部分都分布有这种特殊实体，Q点以左的直线部分可以是无限长的
。 Q点以右的部分也是如此，又实体在T直线上分布均匀，也就是说在直线T上，Q点以左和Q
的数量一样多。
由性质2可得在任意时刻在直线T的方向上，物体受到向左和向右的推力大小是相等的，这可以推广到任意方向上。
回到图2，在直线L所处方向上被分成3个部分，O1点以左O1 O2之间和O2以右物体A在O1点以左受到一个向右的推力，在O1 O2之间受到一个向左的推力。
物体B在O2点以右受到一个向左的推力，在O1 O2之间受到一个向右的推力，极其重要的是，O1点以左和O2点以右的直线部分可以是无穷大的，而O1 O2之间的距离则是有限的，根据之前的推论可以导出O1点以右所受的向左的推力大于O1点以左受到的向右的推理，物体B也如此。
由于这两组力是不等的，所以A与B有相互靠近的趋势，表现出“引力”的效果。
值得一提的是，在这种模型中，引力不再是一个单一的使物体相互吸引的力，而是两组推力之差。
也就是说，引力不再是一对相互作用力，A不再是B的施力物体，B也不再是A的受力物体，这种力不来自于对方，而来自于在物体周围的特殊实体，由于n(n≥2)物体的存在造成背景密度的起伏，产生各个物体重心连线方向上推力不平衡的现象。
上述模型可以很好地解决一些问题：
1、为什么引力可以用无限速度传播
牛顿理论中，物体之间的吸引力依赖于他们之间的距离，这就意味着如果我们移动一个物体，另一个物体所受的力就会立即改变，换言之，引力效应必须以无限速度传播，为了避免与狭义相对论的矛盾，爱因斯坦提出广义相对论，将引力所产生的效应理解为空间弯曲。
但在本文模型中，可以从另一角度解释，因为引力不再是两物体之间单一的相互吸引的力，引力不需要从物体A传递到物体B，或从物体B传递到物体A。当n(n≥2)个物体存在于空间中，就会造成一种特殊实体的密度起伏，物体周围的这种实体就会给物体以推力，而这并不需要一个引力传递的时间，只要物体存在，背景密度就会起伏，而且施力物体不是其他物体，而是这个物体周围的特殊实体。
2、为什么引力难以屏蔽
3、为什么这种力总是表现出使两个物体相互靠近，在牛顿引力中F=G·Mm/ r2、这是一个与试验相符的一个很好的经验公式，其中G被称为万有引力常数，长久以来G都被认为是一个固定不变的数值，但是如果放弃这一观点，很多问题就可以得到彻底解决。
二：影响G值变化的因素
如果前面提到的引力模型能够成立，就会得到万有引力常数G并不是一个固定不变的数值。
G值大小应受一下几个方面影响
推论1 在空间中，这种特殊实体的密度（这种密度在宇宙较小尺度上是均匀的，而在大尺度上是不均匀的，宇宙不同区域可以有不同密度）。
推论2 组成物质的基本粒子在足够小尺度上的排布，（可将这种尺度称为λ尺度）
还必须说明的是G值与物质密度在某个范围成一定比例，当物质密度极大时就会引起G值发生变化（例如黑洞）其中，第一个推论很容易推得。
在这个模型中，原本单一的引力被定义成了两个相对独立的过程，即两个物体分别受到一组大小不等的推力，毫无疑问，A到B的距离等于B到A的距离，而所谓“引力”则是这两组推力之差的效果合成。
针对推论2可以这样解释：建立系统1和2
（AB之间连线CD之间连线与两系统重心位置连线互相垂直）
A与B，C与D之间的距离在λ尺度内，两系统距离为K（K远大于λ值）
设当系统1、2各只包含一个基本粒子在K距离上的引力大小为F，毫无疑问，当上述系统各包含两个粒子时，引力应变成2F。
根据推论2，G值与组成物质基本粒子在足够小尺度上的排布密切相关
（A、B之间连线，C、D之间连线与两重心位置连线相重合，在这种情况下，1、2系统之间引力不再是2F，而变成F）
继续对上述模型进行推广
系统1和系统2各由N个粒子组成，H为与系统1和系统2重心位置的连线相垂直的平面。
把系统1和系统2中的粒子沿与两系统重心连线平行的方向投影到H平面上，可以在H上得到2N个点，但也许这2N个点中存在点与点重合的现象，所以在平面H上只能看到少于2N个的点，当点重合现象越严重，G值变小越明显，必须指出的是，同一系统中两个在平面H上投影重合点之间距离必须在λ尺度内，上述推论才能成立。
如果上述式子成立，为什么我们难以测量G值变化？回答是，看似实实在在的物质实际上是十分“空旷”，能满足上述条件的点的个数少得几乎可以忽略不计。
物理学界1986年在真空自由落体试验时得到一个令人吃惊的结论，从相同高度同时下落时羽毛竟然比铁球先着地，于是有人做出了如下结论“正在下落的物体不仅受到重力的作用，还有一个较小的与重力相反的`排斥力`的存在，这种力被称为超负载力或反引力，但如果承认G值是变化的，就无须引入超负载力，因为羽毛与铁球的材料不同，在λ尺度上，基本粒子的排布也不同，应当存在一个极其微小的差别
而G=mg H=1/2·a t2
这就不难解释为什么羽毛可以先落地。
在大密度物体中任意两个基本粒子间距离都有可能达到λ尺度，则G值可能逐渐减小。
通过一些途径可以改变某些物体在λ尺度的结构，如磁场、温度、则可改变G值，换言之，物体所受重力可以减小，但不可能减小到0。
当改变温度或放入磁场时，物质质量并未改变，而在λ尺度上排布发生改变导致所受重力发生变化，可以得出，温度升高，物体重量会变轻，温度降低，物体会变重，永磁体相吸重量变重，永磁体相斥重量变轻.还必须指出的是，本文所构建的理论消除了牛顿理论与伽利略理论在引力方面产生的逻辑矛盾。
引力作用的距离也不是无穷大的，但不可否认的是，这种距离应该很庞大，但对于整个宇宙尺度来说是微不足道的。
而且，在这个模型的框架下，引力质量和惯性质量之间不存在区别。
所以，F=G·Mm/ r2只是一个近似方程，只在特定空间、特定时间、小尺度上成立。
三：引力对宇宙的影响
20世纪70年代初，科学家在观测宇宙其他一些星系中恒星运行速度时发现，越往外，围绕中心的速度并不都是衰减下去，而是和内圈恒星速度差不多，这与越往外引力越小，速度也应越低的常规不符。只要承认之前的规律，既只有在小尺度上才能满足引力大小与距离平方成反比这一规律，随着距离增大，这种规律就不再成立，应当是随着距离的增大，引力衰减得越来越慢，以至于几乎不衰减，这些由各种原因导致的引力变化可用以解释水星静动问题。
在爱因斯坦的引力方程中存在两种解，结论是宇宙不会完全静止，宇宙没有静止点，方程的第一种解是如果宇宙只存在引力，没有别的力作用的话，出于相互吸引，宇宙不可能静止，方程的另一种解是，宇宙爆炸的那一瞬间获得了一个初速度，向外膨胀，由于引力作用往回拉，宇宙肯定越胀越慢，所以宇宙不是膨胀就是收缩，不可能静止。因此，爱因斯坦引入了一项“宇宙常数”以便让宇宙“静止”下来。
但在此前提出的引力模型中只存在一种解，那就是始终膨胀。
在这个模型中，并不存在使物体相互吸引的吸引力，而只存在推力，在爱因斯坦引力方程中存在一个排斥力推动宇宙膨胀，而引力与之对抗，使宇宙存在收缩趋势。
但在之前提出的引力模型中并不存在使宇宙有收缩趋势的与推力相对抗的引力，恰恰相方，这种所谓“引力”竟然是推力，在宇宙小尺度上，由于物质存在而产生不平衡的一个附加效应，由于只存在一种特殊实体所产生的推力可在大尺度上影响宇宙演变，这样宇宙就只存在唯一一个解，即膨胀，可以这样理解：
图示圆表示现在宇宙膨胀后所能达到的范围，某点A是处于宇宙边缘的一个物体，毫无疑问，物体A受到宇宙范围之内的特殊实体的推力，而在宇宙范围之外是不存在这种实体的，所以A物体只有不断向外运动，即宇宙在膨胀，之前曾提到过这种特殊实体只在宇宙小尺度上的分布是均匀的，宇宙不同位置这种密度可以不同，而且任意范围内这种质量密度是可变的，只是时间非常长，这种密度的起伏类似一列波，波具有波峰和波谷，也具有各自的周期，同一方向上相重叠的两列波要么叠加，要么抵消。宇宙膨胀也如此，在宇宙膨胀的方向上，不同位置这种特殊实体的密度不同，推力也就不同这就造成了宇宙各层次上的膨胀速率有细微差别。
这可以得到一个极端重要的结论在某一段时间范围内当波峰与波峰相遇，同一方向两列或几列波就会得到加强，也就是说在某段时间内宇宙可以加速膨胀。许多天文观测都表明宇宙确实在加速膨胀，而在另一段时间宇宙可能减数膨胀，宇宙的加速和减数膨胀可能存在某一周期。
但这种现象不会存在很久，在宇宙膨胀的后期宇宙的尺度不断增大。这时，这种特殊实体的密度会不断降低，G值不断减小，宇宙的推力也不断减小，各个区域的密度起伏逐渐降低，前面提到的这种周期也逐渐变长，以至趋近于无穷大。宇宙会接近匀速膨胀，此时宇宙会保持一个相对稳定的状态宇宙边沿物质受到的推力逐渐减小以至趋近于零。
四：引力大小与距离的关系
先驱者10号和先驱者11号发生了一种奇特现象，似乎有一股神秘力量将飞船往回拉，而事实应该是引力与距离平方成反比只在小尺度上成立，随着距离增加引力不再与距离2次方成反比而上是小于2的某次方。所以观测值会与牛顿引力的理论值有一定差距让人觉得有一股力量将飞船拉回，还有一些别的原因也会影响引力，在之前已经提出在宇宙的大尺度上特殊实体分布是不均的，所以当两物体距离不断增大后引力会发生一些变化，在广义相对论和牛顿引力中都未说明为什么引力会随距离的增大而减小，之前已经定义过这种特殊实体在任一时间任一位置向任意方向运动的概率都是相等的，所以两物体所受的推力实际上就是处在两个物体重心连线4个方向上所有特殊实体朝该物体运动的数学期望Εζ。即将每个实体乘以向该物体方向运动的概率，然后将各个乘积进行求和。[以重心连线上的某一方向为正方向]
例如，物体A、B之间的距离为L，C、D分别为，在A、B重心连线上与A、B相距都为L的两点，实际上C、A之间与A、B之间、B、D与A、B之间特殊实体所提供的力方向相反，大小相等，相互抵消。
所以，AB之间所表现的引力实际上就是在重心连线上C点以左和D点以右，所有朝该物体运动的特殊实体对物体的推力。
设μ为单个特殊实体对物体产生的推力，以C点为球心辐射出一个光球，物体A重心在球面上，又特殊实体向任一方向运动的概率相等，也就是说，球心与光球面上任意一点连线都可能是特殊实体的运动方向，球面由N个点组成，任一方向概率
P=1/n S光球= 4πR2 、
R越大，S越大 n越大，1/n越小
可推得F=2μΕζ
随着物体距离R越来越大，光球面积越来越大，P越来越小，Εζ越来越小，F也越来越小，这就是引力随着距离增大而减小的实质。
综上所述，得出结论
1、不存在相互吸引的力，引力是由于n(n≥2)个物体存在导致背景空间分隔产生两组推力之差不相等的表现。
2、物体所受“引力”是由物体周围一种特殊实体提供的。
3、这种特殊实体在任一空间任一时间向任一方向运动的概率都是相等的，并具有一个恒定速率。
4、这种特殊实体在一定方位内的密度是均匀的，宇宙不同区域有不同密度。
5、这个理论可以解释为什么“引力”是可以用无限速度传播，而不利用空间弯曲来解释。为什么引力难以屏蔽，为什么引力总是表现出使物体相互靠近。
6、G值受这种特殊实体在空间中密度大小影响
7、G值受组成该物体的基本粒子在足够小尺度上的空间排布影响
8、只在小尺度上才满足引力与物体距离大小2次方成反比，当距离大于某值时，随着距离增加，引力衰减得越来越少，以至于几乎不衰减
9、不存在被称为“超负载力”或“反引力”的力。
10、水星进动现象可由上述理论解释
11、外界条件，如磁场、温度可通过改变组成物体的基本粒子在λ尺度的结构分布来改变物体所受重力，温度升高，物体重量变轻，温度降低，物体变重，永磁体相吸，重量变重，永磁体相斥，重量变轻。
12、在某个时段宇宙由于一种类似于波的叠加效应而出现加速或减速膨胀，并可能有一个周期，随着时间推移，周期变长，以至趋近无穷大，宇宙将会变得相对稳定。
13、在真空条件下不同材料组成的物质从同一高度下落，落地过程中所需时间不同。
14、先驱者10号和11号发生的与牛顿引力不相符的现象也可以用上述理论解释因为牛顿引力公式有尺度上的限制。
15、引力作用距离是有限的，不存在超距作用。
16、在这种“引力”模型框架下，宇宙只存在一种解，即膨胀，而这些特殊实体在大尺度上密度不平衡很可能促进了各个星系的形成，这就类似张开一张桌布，由于用力不均产生一些褶皱，而星系就形成于这些褶皱中。
参考文献
1．《自然哲学的数学原理》 牛顿著 赵振江译
商务印书馆出版
2．《时间简史》 霍金著 许明贤 吴忠超译 湖南科学技术出版社出版
3．《物理学的进化》 爱因斯坦 英费尔德合著 周肇威译
湖南教育出版社出版
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