物质运动、引力势和时空结构的相对性——惯性力、“暗物质”,“暗能量”等的本质(英文)

基于当场测定的光速不变以及引力不是超距作用,引出两个原理:①极限相对固有速度取决于相对局域宇宙引力势;②物质运动会伴生引力势.结合能量守恒,澄清了能量在不同时空结构之间的变换关系,进一步验证了这两个原理,并由此澄清了惯性力的本质;通过分析由天体和星际物质整体运动引起的附加局域宇宙引力势,推导出"暗物质"和"暗能量"与时空结构之间的关系并解释其本质;在不同时空结构之间建立了更严格的时间间隔以及空间间隔变换关系,且澄清了其物理意义,并推导出了精确的相对固有速度的合成关系;由原子核中各个层次粒子的运动与局域宇宙引力势之间的相互作用解释了强相互作用、弱相互作用以及引力之间的基本关系;针对静态球对称引力场推导出爱因斯坦场方程的精确外部解,结果否定了宇宙中存在黑洞的可能性;从函数关系及物理意义上确定了弱场近似的假设条件在Schwarzschild度规中所引入的误差,该误差随着引力场强增大而增大,在极端的高场强情况下误差太大导致Schwarzschild度规失效.     

引力势、物质运动与时空结构 “暗物质”的本质

根据物质运动、引力势与时空结构之间的关系,分析了由天体和星际物质整体运动产生的附加引力势,讨论了旋涡星系旋转曲线的平直问题和引力透镜效应异常等现象,从根本上澄清了"暗物质"的本质.     

引力势、物质运动与时空结构 宇宙演化概略与“暗能量”

将物质运动和宇宙引力势之间的相互作用关系用于解释大爆炸理论模型,推论了宇宙演化概略.分析了由各个层次的物质运动与宇宙引力势之间的相互作用所产生的后果及其在宇宙演化过程中所起的作用,讨论了宇宙由减速膨胀转变为加速膨胀的基本原因,澄清了"暗能量"的本质.     

引力势、物质运动与时空结构 强相互作用力、弱相互作用力和引力

根据物质运动、引力势与时空结构之间的关系,推导了由各个层次微观粒子的运动所产生的引力势,澄清了强相互作用力、弱相互作用力和引力之间的基本关系..     

编者按

<正>物质运动与时空结构之间的关系是现代科学的基础研究课题,围绕着相关理论的研究一直在不断地发展。哈尔滨理工大学材料科学与工程学院的范勇教授凭其对此研究领域的兴趣,经过多年的学习和思考,撰写了关于"引力势、物质运动     

杨振宁方程与引力瞬子解

本文论证了杨振宁场方程与引力瞬子解的关系,并得到了几个补充定理。     

广义观测相对论:时空在爱因斯坦广义相对论中为什么弯曲?(下篇)——GOR理论与科学预言全文替换

“观测相对论冶(observational relativity, OR),基于不同于爱因斯坦狭义相对论之逻辑前提,却导出了形式上与洛伦兹变换完全相同的“广义洛伦兹变换冶,概括统一了伽利略变换和洛伦兹变换,揭示了物理学不同观测体系之间以及不同理论体系之间的对应关系,赋予玻尔对应原理更为普遍的意义.本文基于OR理论和玻尔对应原理,建立“广义对应原理冶;进而,基于“广义对应原理冶,将OR理论由惯性时空推广至引力时空,将爱因斯坦广义相对论由光学观测体系推广至一般观测体系,最终,建立起与爱因斯坦广义相对论同构一致的“广义观测相对论冶(general observational relativity, GOR). GOR理论为我们带来了有关爱因斯坦广义相对论的全新认识:时空并非真地弯曲——客观真实的时空是不会弯曲的;与一切观测上的相对论性现象一样,所谓“时空弯曲冶,并非客观的物理现实,而是观测局域性所致之观测效应. GOR理论概括统一了牛顿万有引力论和爱因斯坦广义相对论两大理论体系. GOR理论中,牛顿万有引力论和爱因斯坦广义相对论皆霍金言下之局部理论(partial theory),分属不同观...     

观测与相对论:光速在爱因斯坦狭义相对论中为什么不变?

1905年,爱因斯坦依据迈克尔逊-莫雷实验,提出光速不变性(invariance of light speed,ILS)假设,从而在理论上导出洛伦兹变换,建立狭义相对论(special relativity,SR),揭示了时空和物质运动的相对论性。然而,直到今天,我们仍然并不确切知道光在爱因斯坦理论中担任什么角色,并不完全理解迈克尔逊-莫雷实验中光速为什么不变;并且,也不真地理解时空和物质运动为什么会呈现相对论性。基于物理世界的局域性(locality),建立观测局域性原理(principle of observational locality,POL),提出观测极限假设(hypothesis of observational limit,HOL);以其为前提,从逻辑上导出观测媒介速度不变性(invariance of observation medium speeds,IOMS),从理论上阐明,迈克尔逊-莫雷实验并不真地意味着光速不变,而是向我们展示一个极为重要的物理观测现象:观测媒介传递被观测对象之时空信息的速度具有观测上的不变性。事实上,ILS只是IOMS的一个特例,只在光作为观测媒介时成立;光速并非真地不变或不可超越。根据IOMS,从逻辑上和理论上导出广义洛伦兹变换(general Lorentz transformation,GLT),概括并统一了伽利略变换和洛伦兹变换,并且,在波尔对应原理下,既与伽利略变换严格对应,又与洛伦兹变换严格对应。在GLT的基础上,因循爱因斯坦SR逻辑,建立起观测相对论(theory of observational relativity,OR),概括了爱因斯坦SR. OR理论阐明了相对论性的本质和根源:所有相对论性现象都是观测效应,源于观测局域性,而非真实的自然现象或物理现实。或许,本文的观点和结论能给予我们关于时空和物质运动之相对论性现象以及爱因斯坦相对论新的认识或新的见解。     

广义观测相对论:时空在爱因斯坦广义相对论中为什么弯曲?(上篇)——GOR理论的建立

“观测相对论”(observational relativity, OR),基于不同于爱因斯坦狭义相对论之逻辑前提,却导出了形式上与洛伦兹变换完全相同的“广义洛伦兹变换”,概括统一了伽利略变换和洛伦兹变换,揭示了物理学不同观测体系之间以及不同理论体系之间的对应关系,赋予玻尔对应原理更为普遍的意义.本文基于OR理论和玻尔对应原理,建立“广义对应原理”;进而,基于“广义对应原理”,将OR理论由惯性时空推广至引力时空,将爱因斯坦广义相对论由光学观测体系推广至一般观测体系,最终,建立起与爱因斯坦广义相对论同构一致的“广义观测相对论”(general observational relativity, GOR). GOR理论为我们带来了有关爱因斯坦广义相对论的全新认识：时空并非真地弯曲——客观真实的时空是不会弯曲的;与一切观测上的相对论性现象一样,所谓“时空弯曲”,并非客观的物理现实,而是观测局域性所致之观测效应. GOR理论概括统一了牛顿万有引力论和爱因斯坦广义相对论两大理论体系. GOR理论中,牛顿万有引力论和爱因斯坦广义相对论皆霍金言下之局部理论(partial theory),分属不同观...     

理论力学点的合成运动体系教学探索及实践

为降低理论力学点的合成运动学习难度,对其教学方法进行了探索和实践.基于高等数学的有关概念和定理,分别采用极限法和导数法解析了点的合成运动的速度合成定理及加速度合成定理,首次提出了牵连导数的概念,并在教学实践中检验了两种方法的适用性.     

引力场的度规张量及行星运动的广义相对论效应

从四维时空连续区的度规张量出发,进一步求解爱因斯坦场方程,对中心对称引力场中天体运动轨道近日点进动给出定量计算,发现在九大行星中,土星的进动量出现异常现象．     

试论惯性运动与惯性参考系

对牛顿第一定律以及惯性参考系进行了详细的讨论 ,在否定绝对静止和“不受力物体”的前提下 ,否定存在纯粹的匀速直线运动。指出 ,自然界中最基本的运动乃是物体在引力场下的匀速圆周运动 ,通常所谓的匀速直线运动只是匀速圆周运动的一个微小局部 ,因此应将匀速圆周运动定义为物体的惯性运动 ;将建立在力心上的 ,描述这种圆周运动的坐标系定义为物体的惯性参考系。认为物体的运动与受力都是相对的 ,每个物体都有自己的惯性系 ,并且是唯一的 ;还认为牛顿定义的惯性运动与惯性系是在局部小范围内观察物体的运动行为的一种总结与描述 ,是一种近似关系 ,不能成为一种普遍规律。推论出在“两参考系作匀速直线运动”这一假设下得出的伽里略坐标变换仍是近似关系。由于洛伦兹变换同样具有“匀速直线运动”的本质 ,本文对它是否真的能解释宏观物体的高速运动 ,表示怀疑     

狭义相对论的逻辑不自洽问题和新伽利略时空观

科学理论需要在逻辑上自洽.分析了狭义相对论对高速运动的不稳定微观粒子寿命延长的解释,发现狭义相对论的解释否定了光速不变原理或相对论性时空观.进一步分析发现,在狭义相对论"时间膨胀"和"长度收缩"的推导过程中,观察系和被观察系的指定完全相反.这一现象说明"时间膨胀"和"长度收缩"不是狭义相对论的逻辑结果,狭义相对论的逻辑结论应该是"时间收缩"和"长度收缩"(或"时间膨胀"和"长度膨胀").在狭义相对论的理论框架内不能正确地推导出运动物体的横质量,在狭义相对论的框架内得出正确横质量公式的推导都存在逻辑或物理错误.因此,狭义相对论在逻辑上是不自洽的,相对论性时空观没有实验证据.现代物理学应该建立在以局部优势引力场为相对优越参照系的新伽利略时空观的基础上.从光传播媒介对应于局部优势引力场这一原则出发,解释了迈克尔逊-莫雷实验、菲索流水光速实验和光行差现象."运动质量"可由运动物体在受电磁场或引力场作用时受力的大小与该物体的运动速度有关得到解释.不稳定粒子寿命和物理时钟受各自的运动状态影响,也可以分别由粒子衰变和物理时钟依赖的具体物理过程受其相对于局部优势引力场的运动状态的影响来解释.     

引力引起的空间站轨道与姿态耦合动力学方程的建立和计算

在重力作为耦合源的情况下,本文建立了适合于数值计算的空间站轨道与姿态耦合动力学方程,摄动因素计及了J_2、J_3、J_4、J_5、J_6球带调谐项的影响,姿态运动的参考轨道取为空间站的有摄轨道。计算结果表明了所建耦合动力学模型的数值实用性。     

引力场中粒子的加速度

本文利用Ｅｉｎｓｔｅｉｎ场方程导出了粒子在球对称引力场中运动时加速度的表达式。当粒子处于弱场及低迷（ｖ＜＜Ｃ）时，加速度的表达式自动过渡为Ｎｅｗ－ｔｏｎ引力加速度。     

周边桁架可展开天线展开过程运动分析及控制

根据周边桁架式可展开空间天线的结构特点,先建立周边单元浮动坐标系,采用坐标变换方法,得出了周边单元间的运动变换关系,建立了该天线通用的展开过程运动分析模型,可分析展开过程中结构上任意点的位置、速度和加速度．为避免展开过程中冲击过大,对周边单元的展开速度进行规划．根据驱动绳索的运动与单元展开运动之间的变换关系,将周边单元的运动规划转化为展开绳索的运动控制,对天线的展开实施位置控制．仿真实例表明该控制方法可使天线按照规划的展开角变化规律平稳展开．