物理科学探疑-网友天空-系统观点-严正刚-严正刚宇宙空间并非弯曲Aace
is not strospbend
宇宙空间并非弯曲
Space is not strospbend
(上海市宝山中学严正岗 邮编 201900)
(Yan zhenggang Shanghai Baoshan Middle school Zip 201900)
内容提要：本文为原创性论文。本文从万有引力定律出发，利用狭义相对论理论，导出了宇宙的最普遍的万有引力定理——宇宙力。本文认为，宇宙空间并非弯曲，它始终是平直的；在不同的星系（惯性系）里，宇宙力有完全相同的数学形式；当某一星系里有多余的运动自由度，便产生了类磁效应。利用以上原理，本文在平直空间里，解释了光子在引力场中的弯曲和水星的进动。并由此我们得到了以下的结论：1、银河系在宇宙中的绝对速度为真空中光速的0.6倍；2、太阳内核可能有高速的自旋
3、太阳的内压强不是很大的，它的稳定也是由于自身的高速自旋的原因。
Abstract: This thesis is original paper. The most general law of universal gravitation
about cosmic force is concluded in this original thesis through using the theory of
special relativity and the law of universal gravitation. Astrospace is not bend but always
flat. In different galaxy, cosmic force has the absolutely same mathematics model.
Analogous magnetism effect is occuring as long as there are redundant movement free degree
in some galaxy. It is explainded in this paper according to the demonstrated principle
that photon bend in gravitation field and the Mercurial move in flat space. Conclusion is
brought out in this thesis. Firstly, absolute velocity of galaxy moving in cosmic is 0.6
times of light velocity in vaccum; secondly, the sun kernel may has high speed of
self-spinning(about
thirdly, inner pressure of the sun is not so much, and
its stability is the cause of its high speed of self-spinning.
关键词：宇宙力 ; 类磁效应 ; 平直空间 ; 绝对速度
Key words: Cosmic force ；Analogous magnetism effect ; Space of flat ; Absolute speed
广义相对论认为：在引力场中的物体，在不受其它力作用时，总是沿着四维时空的短程线运动的；从三维空间来看，物体是沿着弯曲的途径作惯性运动的。它的结论是，三维空间由于质量的存在而弯曲。这一观点似乎早就被水星近日点的进动，以及在日全食的情况下，观察到从远处恒星发出的、刚好通过太阳附近的光线被折弯了很小的角度而证实。特别地，当人们把后者实验事实理解为光确实是沿着弯曲的空间作直线运动时，人们似乎已“看”到了弯曲的时空。三维空间真的是弯曲的吗？有没有其他的理论来解释光在引力场中的折弯现象和水星近日点的进动现象？如果我们找到了其他的理论能解释以上两个实验现象，我们可以不可以认为空间不一定是弯曲的呢？本文用万有引力定律结合狭义相对论理论，导出了宇宙空间的普遍的万有引力定律——宇宙力，由此我们来解释以上实验现象，并指出空间并非是弯曲的。不过在作以上这两个实验现象解释时，用到了两个假设：第一、认为宇宙有绝对速度（以宇宙大爆炸初始点为绝对坐标系原点，相对于这个点的速度），银河系的绝对速度至少大于0.6倍的真空中的光速。这假设可能是比较合理的，因为远外星系高速背离地球的运动早已是不争的实验事实；第二、太阳可能有内核的高速自转（10-2数量级），它应该对水星的摄动有影响，从而影响水星的进动的实际值。
1 宇宙力
在狭义相对论之前，人们把万有引力定律看成是支配宇宙运动的普遍的规律性东西。当广义相对论出现后，人们就把广义相对论作为宇宙引力及运动的最可靠的理论（人们说它可靠是因为已取得了四大实验的验证）。虽然广义相对论取得了极大的成功，然而我们却将其视为一种局部等效行为——时空弯曲和高速运动物体的狭义相对论效应等效。也就是说，如果我们考虑了高速运动物体的狭义相对论效应——类磁效应，我们也能解释以上说的实验现象。我们认为，原先用广义相对论证明的时空弯曲的一些实验，并不能证明时空是弯曲的，广义相对论也不一定是正确的理论。我们所说的类磁效应，是我们通过从宇宙外，去观察宇宙内两星系的狭义相对论的万有引力定律——宇宙力后发现的。我们感觉到，如果我们承认有这个类磁效应，我们就要承认它对以上所说实验的解释。下面我们来做这方面的说明，我们将先求出宇宙力，然后进行包括类磁效应在内有关问题的讨论。
1.1宇宙力的推导
设从宇宙外看宇宙内(实验室)，甲乙两星系的质量和速度分别为m、v和
它们的距离为r，u为另一惯性系的速度，v、
u均为相对宇宙中心的绝对速度，它们的位置和速度方向如图1所示。在乙物体的静系中，乙物体的质量
 u的惯性系中，乙相对u的惯性系的速率，由相对论速 |
 |
(1)
所以，在u的惯性系中，甲乙相互作用力为
(2)
我们知到，在相对论力学里，要将力的关系从一个系到另一个系的变换时，只要除以一个因子γ就可以了。所以，在u系里的关系式（２）变换到实验室系里的关系式就为
(3)
这就是从宇宙外看宇宙内两星系的作用力——宇宙力。
1.2 宇宙力的讨论
下面我们从式(3)来讨论在不同的星系里来看,万有引力定律是否都成立。
万有引力定律在实验室成立。
所以
(4)
将其回到甲星系里，注意到
因此万有引力定律在甲星系里也成立。特别地，当把甲星系看成是银河系时，万有引力定律成立我们是确信无疑的。由此我们认为，无论从哪个星系来看，万有引力定律都成立，万有引力定律应该是宇宙中普遍成立的定律。那么，式（3）究竟有什么意义呢？式（3）一方面说明了宇宙可能存在类磁效应（有负项），另一方面它对光运动赋予了特殊性。下面就来讨论这方面的问题。为了考虑到实用性，我们考察光在银河系的受力。考察式（4），
在光运动方向的分量，注意到M甲=m/γ，并将其回到银河系，因此有
(5)
为光子的动质量。当光和银河系同向运动时，光将受到斥力，反之将受到更大的引力。
2 光线弯曲的狭义相对论解释及银河系的绝对速度
1970年3月7日日食时，用近红外光拍摄到了日冕照片，它拍下的宝瓶座 φ星——一颗四等的m星的影象，这个影象表明该星光线掠射太阳表面弯曲达到了1.57”可测量的程度。用广义相对论或把等效原理与狭义相对论结合起来，经过仔细计算都能证明这样的结果。但这不是唯一的解释。用式（5）我们也能很轻松地对此作出解释，这只要假定银河系是高速运动的即可。
在银河系中的太阳系里，要研究光通过太阳时的光线的弯曲，只要将式（5）中M甲看成是太阳的质量
就可，所以从地球上（看成银河系）来看
φ光子受到的太阳的宇宙力为
 u为银河系的绝对速度，
|
 |
式中m光可以消去，我们无须知道它的大小改变。光子横向速度分量的增量的终值绝对值为
当r等于太阳的半径R时，由此导出光线的偏转角度
的计算结果为0.87，实际值为1.75。如果宇宙力理论是正确的话，那么系数k=2，即
，如果uc=u，可解出u=-0.6c。这说明当银河系以0.6倍光速的绝对速度（严格讲是银河系在星光相反方向上的分运动）和星光背向运动时，太阳对光线的宇宙力，就使得光线在通过太阳时发生了1.57”的偏转。光线在通过太阳时发生了1.57”的偏转，反过来也证明了宇宙力理论是正确以及绝对速度应该是存在的。
3 类磁效应对水星进动的非广义相对论解释
从式（3）中我们看到了负项，这表示了宇宙中有“斥力”的存在。这是因为在u系中，我们用了实验系的物理量在狭义相对论效应里产生的质生“磁”效应——类磁效应，其实u系是我们为研究方便而引进的过渡的系（多余的系）。得到了式（3）这就提供了我们研究的一个线索：在我们所研究的系统中，若存在一个多余的自由度（运动），那就可能存在类磁效应，这就象运动电荷产生磁场一样。从这个角度讲，电和质量是同等的（人们以为质量随着运动速度的改变而改变，而认为电荷是不变的。其实有理论[3]可以说明，电荷也是随着运动速度的改变而改变，其变量很小，以至只是在地球上无法观察而已）。我们可以模拟电磁理论的方法，来研究质量和类磁的关系。作为一个例子我们来研究太阳的类磁效应，进而说明水星进动的非广义相对论解释。
那么太阳有没有多余的自由度？答案是肯定的。人们对太阳黑子活动的仔细研究，发现在太阳表面有较缓慢的自旋。由于它是一个巨大的流体球，内部的自旋可能是很快的，因此它可能会有明显的类磁效应，而水星的进动正是这种类磁效应的微扰结果。大家知道，均匀带电球体的
分别为均匀带电球体的电量和半径。这一磁距产生的磁场对另一同性、运动方向（速度为v）和旋转方向一致的电荷（电荷为q）产生的磁力为
(6)
同理，均匀球体对另一运动方向（速度为v）和旋转的均匀球体（质量为m）方向一致的物体产生的类磁力为
(7)
式中M为旋转的均匀球体的质量，而ω和
分别为它的旋转角速度和半径，G为万有引力恒量，c为真空中的光速。式（7）是这样获得的，在式（6）中将qQk用mMG代换，并注意到
就可以得到。对于水星进动，式（7）就是太阳使水星产生进动的一个动力学原因。那么，式（7）是如何来解释水星的进动的呢？如果水星的进动全是太阳的类磁力作用而产生的，那么太阳的自旋角速度应该有多大？
| 设太阳的自旋角速度为ω和水星的轨道及速度v如图3所示。水星受到的太阳的万有引力和类磁力的合力为
式中M为太阳的质量，m和r分别为水星的质量和水星到太阳的距离， |
 |
各有一项分量，上式可分为两个式子，即
(8)
(9)
上两式中
, 式（9）消去dt，并做一次积分，有
(10)
A为积分常数。考虑到水星的进动是微小的量（α是一个很小的量，在式8中可忽略），将θ表示为
为进动的量，式（10）又可分为两项，即
(11)
(12)
这样A就为水星不考虑进动时的角动量除以水星的质量，既A=J/m。将上两式消去dt，有
我们注意到椭圆轨道方程为
为椭圆轨道的偏心率，B为
因此
，I为半长轴。所以上式在0--2π的积分为
将各常数代入，可得水星运动一周的进动量为
若太阳的平均角速度为4.135
则每世纪的进动量为θ=43（角秒），这就和实验的测量值相吻合。
这里我们所假设的太阳的平均角速度为
有没有合理的因素？有。因为太阳的平均密度为
是地球的四分之一，这说明其表面是密度并不大的大气，因此，它受到太阳内核旋转牵引作用并不大。这样我们可以认为，虽然太阳内部有巨大的自旋，但其表面的可测值就可能为
另外太阳内核的高速旋转正好能说明太阳核燃烧的稳定性。因为太高的温度和压强可使核燃烧是爆炸型的，太阳就不可能稳定地燃烧了50亿年。而假设太阳内核是高速旋转的，由于离心力和类磁力的存在，部分抵消了太阳的引力作用，所以太阳的核心的压强并不大。我们可作如下粗略的计算：
在太阳并不深的内部
我们设太阳的角速度为
万有引力（忽略外层的万有引力）和惯性离心力的比约为
k比较小，这说明了太阳内部的压强就比较小，这压强和原先估计的压强比为
这已经小了一半左右。如果考虑太阳更深的内部和其类磁效应，则这一比值会显著地减少。我们知道太阳的压强不大的话，太阳的核燃烧就不会很快，这正是太阳能够稳定存在的根本原因。
参考书目：[1] 松平升等 1980 物理学题解（湖南科学技术出版社）
p358
[2] 上海市物理学会教学委员会 1983
理论物理习题集（社会科学技术文献出版社） p230
[3] 作者在《质和电的统一》（未发表）中推出的结果
作者： 严正岗 上海市宝山中学 家庭地址：上海市宝山区临江二村31号602室
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物理科学探疑
为银河系在光方向的分速度，r为光子到太阳的距离。因为实际测量出光线偏转角很小，我们可以用冲量近似方法计算。如图2所示，光子在位置（r0，y）时，所受横向力
为
为水星运动的加速度矢量。用平面极坐标系，并注意到