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引力磁与暗能量的部分定性解释(要点)

已有 2545 次阅读 2013-11-29 15:17 |个人分类:基础数学-逻辑-物理|系统分类:科研笔记|关键词:引力磁,,暗能量,,,万有引力,,,万有引力常数,,实验,,日地距离,地月距离,,膨胀| 实验, 暗能量, 万有引力, 引力磁, 万有引力常数

引力磁与暗能量的部分定性解释(要点)

 

由于所谓的“科学规范”限制,这里只能贴出一些要点。

希望本文能满足“科研选题”、“师生夜话”。

 

一、科研选题需要勇气

据说牛顿说过:“没有大胆猜测,就没有重大发现。No greatdiscovery is ever made without a bold guess.无独有偶,高斯也说:“我已经有了结果,但还不知道怎么得到它。I havethe result but I do not yet know how to get it.实际上,庞加莱等大科学家们也说过类似的话。

大多数重要的科研选题,都是有目的有意识的活动。“意外发现”是有的,但必须牢记“机遇只偏爱有准备的头脑”(Louis Pasteur27 December 1822 – 28 September 1895Dans les champs de l'observation le hasard ne favorise que lesesprits préparés. In the fields of observation chance favors only the prepared mind.

重要的科技创新,往往与解决重要的科技问题相关。越是新颖的创新,越容易遭到现有知识的反对。以至于普朗克悲哀地说:“一个新的科学真理的胜利,不是通过说服其反对者让他们明白过来而实现的,而是由于其反对者最终死去,而熟悉这个真理的新一代成长起来了。Eine neue wissenschaftliche Wahrheit pflegt sich nicht in der Weisedurchzusetzen, daß ihre Gegner überzeugt werden und sich als belehrt erklären,sondern vielmehr dadurch, daß ihre Gegner allmählich aussterben und daß dieheranwachsende Generation von vornherein mit der Wahrheit vertraut gemacht ist.”。

普朗克定理目前并没有过时。当1966年高锟倡导“用玻璃代替铜线”时,许多人都认为匪夷所思,甚至认为高锟神经有问题。在40多年后2009年的诺贝尔物理学奖,看上去证明了高锟不是精神病患者。光导纤维对现代人类的文明进步做出了重大贡献!

 

二、什么是“引力磁”?

目前“引力磁”有两种:

 1是爱因斯坦广义相对论预言的:在某种近似下,可以把引力场分解成一个性质类似电场的量和一个类似磁场的量,称为引力电场和引力磁场。

 2真傻1981年想到,1997年正式提出的“引力磁”。我们不依赖相对论,而是在经典物理学框架上直接的补充。直接认为引力和电磁相互作用是孪生的:

质量之间的相互作用,与电荷之间的相互作用是类似的。

即:万有引力对应库仑静电作用力;“质量运动激发‘引力磁’”对应电荷运动产生磁场;进一步,宏观质量加速运动会辐射“引力波”。

 

三、谁提出了“引力磁”?

非相对论“引力磁”猜想被许多人独立提出过。

目前已知最早的Oliver Heaviside1893的“A gravitational and electromagnetic analogy”。

国权威的理论物理学家、“中国雷达之父”束星北老师,在1933年也有过类似的观点:http://baike.baidu.com/view/39883.htmHsin PSohTheory of gravitation and electromagnetism. JMathPhys.,193312298305Chinese J Physics 19331: 7481SciReportChekiang University),1934I1135142.类似的独立提出者应该还有很多。

 我在1981听同学们说起“引力磁”猜想,他们是自己独立想到的。我1997年有相关文章刊出。

   

四、我认为的“引力磁”有什么用?

1解释宇宙的膨胀,即“暗能量”的部分成因。

不管暗能量是否存在,目前太阳系的膨胀是比较可信的。日地距离在增加,月球在远离地球。

太阳自转与月球公转产生的引力磁,是造成“太阳-地球距离”、“地球-月球距离”增加的可能原因。

2统一引力和电磁作用。

 广义相对论以及广义相对论的引力磁,不能很好地完成统一场。我们的“引力磁”可以较方便地实现统一场。

   

五、我认为的“引力磁”有什么实验证据?

尽管人工实验没有证明爱因斯坦的“引力磁”是存在的,但这些仅有的实验并不能排除我们非相对论“引力磁”的存在性。

1“太阳-地球距离”、“地球-月球距离”增加,可能是我们非相对论“引力磁”引起的。

2)引力常数G的实验测量值和历年CODATACommittee on Data for Science and Technology)推荐值在变化。详见:TakeshiChibaThe Constancyof the Constants of Nature: Updates》里的图2。并且一些实验表明G随日期变化的,详见:Harold V. Parks James E. FallerSimple Pendulum Determination ofthe Gravitational Constant》的图2

测量牛顿万有引力常数G的方法大体可以分成两类:

第一类是以卡文迪许扭秤实验为代表的静止质量间的G测量。猜想这种情况下的结果就是牛顿的万有引力定律,即G应该是一个大空间范围和高精度的常数。因为该情况下的引力磁作用几乎可以忽略不计。

另一类是运动质量间的G测量。猜想运动速度越大,对牛顿万有引力定律的偏差越大。

3)太阳系万有引力平方反比定律(inverse-square law)成立的精度。

 在r22的精确性的测量方面,1882前后纽康(Simon Newcomb根据对太阳系四颗内行星的研究,得出2的值应为2+1.574×10-7。这一结论至今仍在许多天文年历中使用。可是,当人们用这一结论来研究月球的运动时,又出现了矛盾。1903E. W. 布朗(Ernest W. Brown根据多年的研究指出:牛顿万有引力定律完全符合月球的运动情况;如果大于2的话,那最多也不会超过4×10-8

   

六、结论

在数理科学创新中,逻辑的能力是有明显局限性的。目前的天文观测以及万有引力常数的测定,都倾向于支持引入非相对论“引力磁”作为对引力的修正。这是对始于十九世纪的韦伯、黎曼等人修改牛顿万有引力的工作的不断继承和发展。

    

相关链接:

[1] 李晓榕《与师生谈研究策略15:类比、联想、猜测、推证》

http://blog.sciencenet.cn/blog-687793-655199.html

http://ciesr.xjtu.edu.cn/html_chs/publications_chs/yanjiecelve_catal15.html

   

[2] 《逻辑能力与数理科学创新小议》

http://blog.sciencenet.cn/blog-107667-738568.html 

   

[3]《俺的重大原始创新!》

http://blog.sciencenet.cn/blog-107667-581280.html 

   

[4] 刘立,2009-03-01,《普朗克定理》

http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=71079&do=blog&id=217727 

   

[5] 《高锟》

http://pec.jstu.edu.cn/physics/physicist/%E9%AB%98%E9%94%9F/%E9%AB%98%E9%94%9F.html 

   

[6] The Nobel Prize in Physics 2009

http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2009/

   

[7] Oliver Heaviside. A gravitational andelectromagnetic analogy, Part I [J]. TheElectrician, 1893, 31: 281-282. ~ Part II [J]. 1893, 31: 359.

   

[8] 杨正瓴. 基础课的精华性[J]. 高教研究与探索, 1997, (2): 34-36.

   

[9] 新华网,《研究显示地球正远离太阳每年分离15厘米》

http://news.xinhuanet.com/tech/2009-06/04/content_11484559.htm

   

[10] Van FlandernT C. Is gravity getting weaker? [J]. ScientificAmerican, 1976, 234(2): 44-59.

陈翁译. 引力在变弱吗? 自然杂志,1980,(5): 350-354.

   

[11] LI Miao, LI Xiao-Dong, WANG Shuang,WANG Yi. Dark energy [J]. Communications in Theoretical Physics, 2011, 56(3):525–604.

   

[12] 李淼. 暗能量的理论问题[J]. 自然杂志, 2005, 27(1): 15-19.

   

[13] 许槑. 引力的“磁性”是怎么回事[J].物理通报, 2007,(7): 1-2.

 

[14] ChibaT. The constancy of the constants of nature: Updates [J]. Progress ofTheoretical Physics, 2011, 126(6): 993-1019.

   

[15] Parks H V, Faller J E. Simple pendulumdetermination of the gravitational constant [J]. Physics Review Letters, 2010,105(11): 110801.

   

[16] 中国大百科全书(天文学)[M]. 北京:中国大百科全书出版社,1980.



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