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时空弯曲是必须的吗?(4)

2013-09-30 02:31
导读:近时,受到星体引力发生偏折而多走了一段路程,但雷达波的速度不变,所以雷达波延迟。广义相对论认为,以上原因使雷达波返回时间延迟一半,另一半
近时,受到星体引力发生偏折而多走了一段路程,但雷达波的速度不变,所以雷达波延迟。广义相对论认为,以上原因使雷达波返回时间延迟一半,另一半时间延迟是由于空间弯曲造成的。

  7、引力波

  附加力F2的大小为:

        F2=(GMmv2/r2c2

  F2与磁场相似,附加力场强也用B表示,B= GMv2/r2c2,F2与v、B的方向垂直,F2对物体不做功,它只改变物体的运动方向,不改变物体的速率和动能。

  电磁学的安培力(磁力)为:

          F12=I2 dI2xB

  其中, 磁感应强度B=k∮I1 dI1xr/r2(k=μ/4π,

        ∮为环路积分符号)。

  以下,我们作类似电磁场量的运算:

  定义: 引力通量为ΦE=EΔScosθ,

  由引力场的万有引力定律F1 =GMm/r2,(平方反比)

  附加力定律F2=(GMmv2/r2c2)(平方反比),和引力场强、附加力场强的迭加原理,我们得到引力场的高斯定理:通过一个任意闭合曲面S的引力通量ΦE,等于该面所包围的所有质量的代数和∑M乘以4πG,与闭合曲面S外面的质量无关:(dΦE=Eds= GM/r2ds,ds沿闭合曲面S积分得4πr2),

               ΦE=∮(S)E.dS=4πG∑M

  [∮(S)为曲面(二重积分)符号]

  同理,可得附加力场的高斯定理:

  ΦB=∮(S)B.dS=(4πG v2/c2)∑M

  静引力场环路定理:引力作功与路径无关,即——引力场强E沿任意闭合环路的线积分恒等于零。

  ∮(L)E.dL=0(∮(L)为环路的线积分符号)

  变化引力场环路定理:引力作功大小等于引力通量的变化率。

  ∮(L)E.dL=-dΦB/dt (∮(L)为环路的线积分符号),上式表明:附加力通量的变化激发引力场,而不需要质量引发引力场。

  静附加力场环路定理:引力作功与路径无关,即——附加力场强B沿任意闭合环路的线积分恒等于零。

  ∮(L)B.dL=0(∮(L)为环路的线积分符号)

  变化附加力场环路定理:引力作功大小等于附加力通量的变化率。

  ∮(L)B.dL=-dΦE/dt (∮(L)为环路的线积分符号)

  上式表明:引力通量的变化激发附加力场,而不需要质量引发附加力场。

  将无穷远处的引力势定为0,则在单个质量产生的引力场中,各点的引力势差为:

   V(r)=∫E. dr=∫GM/r2. dr= GM/r

  各点的附加力势差为:

   V(r)=∫E. dr=∫v2GM/c2r2. dr=GMv2/c2r

    法拉第电磁感应定律:ε= -dΦB/dt[磁通量的变化率产生(等于)感生电动势]

  附加力通量定律:ε= -dΦB/dt[附加力通量的变化率产生(等于)引力源]

……

  类比麦克斯韦电磁场方程的积分形式,我们得到引力场方程的积分形式:

  ∮(S)E.dS=4πGM0

  ∮(L)E.dL=∫∫(のB/のt) . dS

  ∮(S)B.dS=4πGM0v2/c2

  ∮(L)B.dL=4πGv2/c2∫∫(のE/のt) . dS

    设E的方向为x轴正方向,E与 B组成的平面在xoy

  平面内,E与 B的夹角为θ,B在y轴的投影为Bcosθ,则

  z轴正方向为引力波的方向。

  我们假定,引力波的波动方程为:

  (の2E/のz2)=k (の2E/のt2)

  (の2B/のz2)= k(の2B/のt2)

    其中,の为偏微分符号,k=4πG v2sin2θ/c2

  则引力波的传播速度为:

  Vy=1/k1/2=c/2v(πG) 1/2sinθ

  对于水星:公转平均速度V=4.79x104(m/s), 椭圆轨道半长轴a=5.79x1010(m),偏心率e=0.2056, 半短轴b=5.67x1010(m),焦距c’=1.17x1010(m),光速c=3x108(m/s),万有引力恒量G=6.67x10-11

  水星运动到y轴上时,tgθ=(c/b)=0.206,sinθ=0.202

            

               Vy=3.33 x108 c (m/s)≈c2

  水星运动到其它位置时,sinθ的值更小,引力波的传播速度Vy更大。对于包括地球在内的其余8大行星,偏心率e更小,运行轨道更接近圆,sinθ的值更小,引力波的传播速度Vy更大。由此可推断:引力波的传播速度远远大于光速c。

  对于以黑洞引力中心为圆心,以黑洞半径为半径作圆周运动的物体,sinθ趋向零,黑洞引力波的传播速度无穷大。

  在我的前一篇《超光速物体的基本特性》中曾推算得如下结论:超光速物体具有穿透性!表现出物体强烈的波动性一面。太阳的引力波可以完全穿透挡在它前面的水星以及其他任何星体而迅速抵达地球。否则,地球将严重偏离它的运行轨道,后果不堪设想。

  由此可见,鉴于目前人类的科技水平,引力波是不易被探测到的。

  8、黑洞

     如果某恒星引力场足够大,经过恒星附近的物体将被它吸引而与之融为一体,即便是光子经过恒星附近时也将被俘获而沿恒星表面作圆周运动,在新理论中,光子所受引力为F=F1+F1=2GMm/r2,此即光子作圆周运动所需要的向心力为2GMm/r2=mc2/r,引力半径为:                                            

r=2GM/c2

     如果恒星半径R≤2GM/c2,则恒星表面所发出的光将不能传播出去,从而远处的观测者不能看到这颗恒星。

      恒星因为不断吸收其他物质而不断增加自己的质量,同时增加自己的引力场,物质被强大的引力向恒星内部挤压,恒星半径不断缩小。如果恒星物质的密度均匀,引力中心在球心。在球内部的任何地方包括引力中

     [4]   

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