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生成宇宙学力学

已有 413 次阅读 2026-4-25 12:18 |系统分类:科研笔记

           按照生成宇宙学,宇宙物质是逐渐生成的而非大爆炸的瞬间创生,天体或星系随空间的膨胀作等密度膨胀,天体半径与宇宙尺度因子成正比,星系或天体的质量与宇宙尺度因子的立方成正比,因此天体系统的质量、动量和角动量不再是恒量。由于空间膨胀是各项同性的,因此空间膨胀效应不改变各种运动的自转或公转的周期,就像放大镜里看到的那样,天体系统各部等比例放大,连速度一起放大。这就是说通常的物理定律只对已存在的物质有约束作用,对新物质的生成不起作用。因此牛顿三定律及动量守恒定律和角动量守恒定律仍然有效,以两体系统为例表现为

                                                                                                   

                                                                                            

                                             

                                                                         

          以上公式描述的是力学体系的瞬时行为,牛顿定律本来描述的就是瞬时行为,不必多说,需要提醒的是动量守恒与角动量守恒在生成宇宙学里描述的是瞬时行为。(4)就是转矩定律,即体系不受外力矩的情况下,角加速度为零,与(1)及其相似,都是瞬时行为 。                                                                    

          以地月系统为例,由于潮汐的刹车作用,地球与月球的作用满足角动量守恒,即有

                                                          

         下表e代表地球的量,下表n代表月球的量,i代表赤道白道交角。由于

            

这里R(t)为宇宙尺度因子,不妨令今天的值为1.     代入(5)可看出

                                                  

这与不考虑空间膨胀效应得出的结果一样。因此以往在不考虑空间膨胀效应的情况下建立起来的月地系统潮汐动力学在生成宇宙学框架同样有效。



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