在大引力场条件下,惯性运动物体是否沿着直线方向运动呢?

基于相对论,这个问题的答案很明确:这种条件下,惯性运动的物体并不沿着直线运动,而是一种特殊的曲线方式运动。原因很简单,大引力场的影响作用。

那么是否牛顿的惯性定律出现了问题呢?并不是,惯性定律也是有前提条件的--基于“假设没有任何外力施加或所施加的外力之和为零”这种条件。

如果我们把引力当作一种力,这实际相当于对运动物体施加了外力,那么改变运动状态也就正常了。

但是读者请留神,“如果我们把引力当作一种力”这句话的这个前提条件是不成立的。牛顿不承认引力是一种力,认为引力是一种区别于力的特定的惯性力;爱因斯坦也不承认引力是一种力,他认为引力是一种时空弯曲效应的表现。

即然引力不是力,仅仅是一种效应,那么为何在大引力场条件下,惯性运动物体改变了运动方向呢?

另一种解释:引力等于离心力,离心力也不是力,这样相当于达到力的效应的平衡,也就是没有外力,所以运动物体保持原运动方式。那么原运动是弯曲的,会如何?基于相对论已经明确的推论,这会推导出运动物体将保持弯曲运动的特征。那么,牛顿的惯性定律错了吗?

基于相对论,这种弯曲并不是简单的惯性弯曲,而是特殊的弯曲曲线。牛顿的惯性定律解释不了这种无外力,但是有影响效应的惯性运动物体的运动问题。

那么,基于以上论述,出一道语文题:

以上的论述表达哪里出现问题了?有没有逻辑问题呢?问题在哪?

物理是基于数理方法的,而数理的一部分是“理”,属于语文范畴,所以用物理表达出语文题,这并没有问题。

以上的论述与逻辑部分,都是成立的。读者可以找其中是否有毛病。笔者尚未发现语文问题,那么就是牛顿的惯性定律出了问题。

大引力场惯性运动(在大引力场条件下)(1)

牛顿惯性定律的广义化

牛顿第一运动定律(Newton's first law of motion)表明,除非有外力施加,物体的运动速度不会改变。根据这定律,假设没有任何外力施加或所施加的外力之和为零,则运动中物体总保持匀速直线运动状态,静止物体总保持静止状态。物体所显示出的维持运动状态不变的这性质称为惯性。所以,这定律又称为惯性定律。

基于在大引力场条件下的惯性物体运动的特征,惯性定律实际也是要补充的:

在大引力场这个条件的作用下,惯性运动物体将保持角速度方向的运动。这是在大引力场条件下的广义惯性定律的结果。这,即是基于相对论的推理,也是基于现象的统计分析总结。那么,传统的牛顿惯性定律,实际是无大引力场效应条件下的简化解。

笔者将这个论点称为广义惯性定律。因为物理书中没有这种表达,外国人也没有这种表达。那是否就意味着笔者错了呢?不要着急,待物理验证吧。这是物理学家们的事情,笔者仅仅研究数理。或者可以帮物理学家创造数理假说。西方通常称这类东西叫理论物理假说。(暗爽,有他们忙活的了。)

这个广义惯性定律理论物理假说,由笔者首次提出,并命名。有现在天文学观察和现代太空实践的事实真相支撑,还有牛顿的引力和爱因斯坦的相对论的理论支撑。想证伪,有的忙活了。

天文学观察证据:基于银河系引力中心的存在,银河系旋臂上的星系、星体保持角速度方向运行。当然,这里没有提速度的大小(因为涉及类似近日点、远日点一样的引力影响速度的问题),而且不考虑微小的宇宙尘埃的阻力影响。没有外力推动情况下的星系、星体的运动,星系、星体基于惯性保持运动。

现代天文实践证据:火箭发射卫星,到达目标高度之前,就不再提供动力。利用惯性,卫星并不是垂直地球飞走,而是在一定的线速度前提下,在引力场效应的影响下,将线速度变为角速度,从而变成围绕地球旋转。

牛顿引力和爱因斯坦相对论的理论支撑:这方面就不用解释了,物理书中有,物理学家也很明白,否则卫星就跑偏了。

大引力场惯性运动(在大引力场条件下)(2)

重新广义化惯性定律的原因

一、引力的物理本质暂时并未发现

由于引力很特殊,牛顿就知道它并不是通常所说的力;而爱因斯坦将其解释为时空弯曲的效应。

也就是引力的物理本质,现在并不清楚。而且,引力子并未被证实,这使这个问题变得复杂。我们现在仅仅搞定了引力的计算以及这种效应的解读表达以及应用的问题。引力怎么来的,其物理本质,现在通常依然是基于爱因斯坦的时空弯曲效应的解读。但是,他解读的实际是弯曲时空效应相关的内容,并不是引力的物理本质。如果存在引力子,这事情也就明朗了;但是,引力子并未存在!

解释清楚这个语文逻辑很麻烦,我们可以看看声音这个物理现象。

声音是存在的,否则我们听不到声音。基于对声音效应的数学拟合,产生了声波这种物理解读方法。声波这种拟合数学方法,很好地解读了声音的各种现象,如传播速度、共振、声障等声音现象。但是声波存在吗?并没有声波子这种粒子沿着声波来传递声音。那么声波仅仅是对声音有效的数学拟合方法,并不是声音的物理本质。因此,声音的物理本质采用了一套另外的解读方式:声音是声源的震动通过介质传播的现象。这才是声音的物理本质!而声波仅仅是解释、计算这种声音现象的数学拟合方法,解决了声音效应的计算和现象的解读问题,我们通常称这种声音的物理性质,而不是声音的物理本质。

牛顿的引力和相对论时空弯曲实际都是对引力现象或者说引力效应、时空弯曲效应现象的数学拟合方法,就如声波。这是引力的物理性质。如果不存在引力子,引力或者时空弯曲的物理本质必须用另外一种本质性的原因来解读,就像“声音是声源的震动通过介质传播的现象。”而引力或者时空效应,暂时并没有这种本质性的物理解读。我们虽然可以利用引力和时空效应了,这相当于使用声波这种数学拟合方法一样,解决了引力的物理性质问题,但是引力的物理本质至今依然还在探索。

爱因斯坦也并未解决引力的物理本质问题。仅仅是他的方法比牛顿的方法在数学拟合上增加了一个影响因素(维度),才导致他的方法在计算上更精确一些,解读上能够解读更多的一些引力效应的现象。

大引力场惯性运动(在大引力场条件下)(3)

二、引力效应、弯曲时空效应等效于力的效应

虽然引力不是力,但是其影响效应存在,且影响效应等效于力的作用。我们可以用力的方式来描述、计算它,但是它并不是力。

弯曲时空是虚数拟合意义的系统,并不可观测性的存在,但是我们可以通过它对实际存在的物质的影响效应来间接证明它的影响。这种效应也是以力的效应方式来表达、计算。

三、如果广义的惯性定律成立,将影响我们对总时空星系的认识,重新解读哈勃所说的红移现象,重新构建总时空。

在大引力场条件下,传统物理定论的升级问题

相对论之后,一些未考虑引力场效应的传统物理理论被直接应用到相对论的应用范畴,这造成了一定的解读错误。

我们既不能简单的将无相对的大引力场作用条件下的物理定律随便、简单、直接的扩展、泛化应用到有大引力场的条件之下,这可能会导致错误解读;

例如对在大引力场条件下的大级别星系整体的未来的运动方向的思考,是沿着现在的线速度方向运动,还是沿着角速度的方向螺旋运动呢?

现在的天文学、宇宙学通常是按线速度方向考虑,结果就是远方的大星系的红移运动居然超光速了。西方的物理学家们并没有深入探讨这种计算方式的物理问题,沿着哈勃的思路继续思考,给哈勃的思路打补丁,试图用数理解读方法为这种超光速运动现象找到理由。这样的解读,基于相对论的同时又置相对论的光速藩篱于不顾。这样也就引出暗物质、暗能量的数理解释方案。可是,至今并没人能够能够给什么是暗物质、暗能量下准确的定义,也就从来没有验证过这两样东西。天文学竟然也是如此尴尬。

相对论在升级牛顿的引力计算方法的同时,在计算方面,仅仅是解决了牛顿的引力计算误差的问题。并不会出现这么大数量级别的理论漏洞。如果一种时空现象都需要这么大数量级别概念为相对论打理论漏洞的补丁,那么实际上相当于推翻相对论了。

这样的数理矛盾为什么不考虑呢?笔者基于数理方式,用螺旋总时空可以轻易解决上述这种数理问题。远方星系运动是基于角速度方向的,不可能超光速!而螺旋总时空是基于相对论的推导结果。这样推导的结果就是,没有必要给相对论打这么大的理论补丁,在总时空中无需暗物质、暗能量这种概念。

因为基于广义的惯性定律,远方的星系是沿着角速度的方向运行,而非线速度方向。当然,笔者思考这种数理的时候,是基于天文学的观测现象,之后才推导出广义惯性定律的性质。

这是基于数理逻辑的推导,假设相对论是正确的,不补充其他理论概念,是否可以解释现在的天文观察现象。结果是,可以正常解释。那么数理推论的另一方面就是:基于暗物质、暗能量概念的西方的一些物理学家和笔者肯定会有一方是错误的。

好在西方近几十年依然有一派物理理论家,坚持使用牛顿和爱因斯坦的引力解读方式,试图解决这种基于观测现象“似乎超出”理论解读范围的问题,仅仅是几十年来并未找到数理解决方案而已。笔者是帮这一派试图找到数理答案。不免惊出一身冷汗,差点就被民科了。那么假设、如果、或者西方没有这么一派物理理论家呢?是否就不该谈这个问题呢。。。。。。

也不该将大引力场下的定律泛化到相对引力场效应可以忽略的场合,即便不考虑这会导致计算和应用很麻烦,也甚至会导致错误解读。

基于我们通常生活的场景,传统物理是普遍性意义的,可以解释通常的普遍现象;而大引力场条件下的理论是特殊意义的,用来解决、解释特殊现象,例如发射卫星、洲际导弹、一些特殊的军事科技等;

而基于星系、总时空级别的情况下,大引力场条件下的理论是普遍性的;而传统物理的一些理论不再适用或者需要修正。

基于适用场合、使用场合考虑普遍性与特殊性以及物理定律的适用性,这是有必要的。现在天文学、宇宙学出现的一个问题就是,在大引力场条件下,直接使用传统的物理定律,这可能会存在问题。解释星系红移现象居然推论出远方星系的运动速度超过光速,这就是问题之一。

而在数理文化方面,基于普遍性,基于传统物理可以解决的现象,却被无聊地、不适用地使用大引力场条件下的理论,以致成为数理玄学或者数理迷信。

下文继续连载《在大引力场条件下形成螺旋结构的动力来源7-2》以及远方星系如果沿角速度方向运行与线速度方向运行导致的推论差别。

大引力场惯性运动(在大引力场条件下)(4)

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