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1 # 量子科學論
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2 # 陳轉運
萬有引力的本質究竟是什麼?請仔細閱讀下面這篇文章。
摘要:艾薩克•牛頓發現了萬有引力,然後又發現了運動三定律,亨利•卡文迪許用 扭秤 證明了萬有引力 定律正確性,並算出了地球的“質量”,但都沒對引力的來源給出明確的解釋。阿爾伯特•愛因斯坦更是玄之又玄的把引力的來源解釋為物質對空間造成的凹陷。本文將根據一些小實驗和理論推導對以上的某些觀點進行糾正與反駁。
關鍵詞:內能(熱力學能),引力,地球質量,扭秤,重力加速度,。
引言:耳熟能詳的定律,質量越大,引力越大,但還有一個被人類忽視的資料,那就是內能。天體的質量越大,引力越大,內能越大(此文的內能是拋開 所有化學反應,核反應的 熱力學能)。那麼引力的來源是不是高能量體與低能量體的溫差效應呢?看下面的實驗。
三個質量相同鋁球,用液氮把兩個鋁球分別散熱到零下150℃與零下50℃,還有一個與室溫溫度相同20℃。觀測三個鋁球近距離的水氣有什麼反應。觀察到的結果是零下150℃的鋁球對附近水氣有很大的吸引力,有明顯的重力加速度現象,末端水氣落體速度大約是零下50℃鋁球的三倍。而與室溫相同的鋁球對水氣毫無反應。5分鐘後終止實驗,零下150℃鋁球結霜質量大約是零下50℃鋁球的三倍。
我們用這個實驗是不是能說明兩物體的引力大小與兩物體溫度的大小相關呢?溫度差越大,引力越大,與質量無絕對關係。那麼在地球上為什麼質量越大的物質,引力越大呢?這麼說吧,地球是個巨大的能量體,她對所有的低能量體都有 熱平衡 需求,她會根據 低能量體所能承載的熱量產生引力,直至達到熱平衡引力為0,但是地球有溫度階梯,從地殼約14℃至地心約6000℃,所以一個物體從14℃至6000℃其重力可以說是穩定不變的。假設一個鉿合金球,從14℃加熱到4000℃,其與地心引力最大轉移到與地殼引力最大,其重力保持不變。14℃至零下273℃,溫度越低,重力越大。(這段是理論推導,沒做實驗)。
根據此實驗說明兩個物體沒有 熱平衡需求就沒有引力,那麼亨利•卡文迪許的扭秤又是怎麼算出“地球質量”的呢?他的扭秤為什麼出現扭力呢?還準確推匯出引力常量。5.965*10^24到底是地球的內能還是地球的質量?我們根據 F=GM m/r^2計算出了太陽系的大部分行星的 軌道與速度,衛星的均速圓周運動,這足以說明F=GMm/r^2正確性,那麼一個天體的內能值與質量值一定很接近。為什麼會很接近呢?是根據質量有了內能?還是根據內能的大小有了質量?看下面的實驗與理論推理。
亨利•卡文迪許的扭秤為什麼使兩個沒有熱平衡需求的兩對鉛球出現引力呢?
看實驗,準備兩個磁力不同的磁鐵,一根鐵絲,一些細鐵砂,釋放靜電,先用鐵絲吸鐵砂,肉眼觀察下是毫無吸引力。然後把強磁鐵放到鐵絲底端,整根鐵絲會吸住很多鐵砂,距離磁鐵越近吸住鐵砂越多,換上弱磁鐵,鐵絲吸引的鐵砂要少的多。根據這個小實驗去理論推導下個實驗,我們把引力看作成弱磁現象,扭秤的兩對鉛球之所以會互相吸引,完全是因為在地球的引力磁場上。小實驗裡我們可以輕鬆的把磁鐵放到一旁,以現在的科技我們也可以輕鬆的把扭秤送到太空,送到月球,那時你會發現扭力與此區域 重力加速度 值成正比。引力越小,扭秤的扭力越小。月球上表面的扭力只剩下地球上的1/6。
我做了個簡陋的扭秤,在只有4個質球實驗下,加大兩對質球的溫度差,會得到不同的扭矩。我也猜測是不是空氣對流加劇造成的,但一直沒有找到真空實驗室而擱置。(具體的溫度差與扭矩比例,由於扭秤的簡陋,就不一一敘寫了)。實驗過程:四個相同質量的實心鋁球,一根木棒,先把兩個鋁球固定在木棒兩端,一根細銅絲拴在木棒正中間,懸掛在一個橫架中間,保持平衡。銅絲底端固定一個小鏡子,再用一個鐳射燈射照鏡子,射線與折線最好調到90度左右,光點會射在牆上,牆上固定個尺子。依銅絲正下方為點用圓規畫個圓圈,邊是兩個球的球心,再用兩個支架把另外兩個球託平,分別放在秤砣的左右側,球心對準圓線。不同溫度的球放到托架上,光點會出現在不同的位置。(也就是說溫度差越大,扭力越大,兩物體之間的引力越大)。
此理論的最有力的證據還是需要把扭秤送到太空,送到月球。
那麼太陽系天體的質量值與內能值為什麼如此相近呢?太陽除外。因為太陽是中心,在太陽系中是懸浮不動的,即使內能值與質量值差距很大也測不出來,又點燃了核聚變。理論上來講,內能值遠高於質量值。所以我們現在根據引力算出的太陽質量(其實是內能)遠遠大於真實質量。大家都知道太陽是氣態的,而密度竟然是地球的0.26倍,這是荒謬可笑的,他的意思也就是說一立方氫氣與一立方土的質量比是0.26 : 1,就算把氫氣壓縮到液態,這個比值也相差甚遠。太陽的平均密度1.4克每立方厘米,氫液態才0.07克每立方厘米,矛盾嗎????(別害怕,目前太陽質量不可測,看下面實驗)。
每個天體都有一個心核,太陽的心核最大,我們根據心核大小比例,做出九個鋁球,分別代表太陽與八大行星。全部冷卻到零下200℃,把太陽放到實驗室中心,按照距離比把八大行星擺好,懸浮運轉,2個小時後結束實驗,冰球質量比與太陽系天體質量比一致。水氣代表分子云,心核是宇宙所有天體的種子。遇到肥沃土壤(分子云)就會根據大小演變成恆星或行星,沒有心核的分子云是一團死雲,不會孕育出任何天體,否則違反熱力學第二定律。(這段是邏輯推理,猜測)。
在此理論正確的前提下,F=GMm/r^2還能繼續使用嗎?當然可以,只不過要稍微修改一下,首先就是其中的一個M改成U。那麼以引力計算的1熱值等於多少焦耳?這就需要廣大科學家的共同計算了。
母式:F=GUm(1-u/U)/r^2
此公式也不是適用於任何引力場,(只有兩物體質量與半徑相同的情況下才能做到誤差為0,比如冰球實驗,你可以理解為把鋁球切割成與水氣大小相等顆粒,然後每顆粒與水氣產生的引力全部相加)。就如F=GmM/r^2無法解釋水星近日點進動,愛因斯坦廣義相對論描寫的引力與量子力學格格不入。可以說很難有一個引力公式通用於宏觀與微觀等多種引力場,只有根據不同的引力場拿出不同的公式給予計算。
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3 # 宇宙v空間
四種力中,唯獨引力是最弱小的。舉個例子。當我們拿起磁鐵去吸附金屬時,引力就不存在了。通常大家會把引力和重力搞混,引力代表著兩者相互之間吸引的力,而重力則是朝著質心坍縮的力。無論是星雲還是恆星甚至是星系由引力所構成。因此引力對於宇宙來講它顯然非常的重要。
引力的向對面就是斥力,引力使物體相互吸引,而斥力則使物體相互分離。目前我們的宇宙就在飽受斥力的折磨,那就是宇宙膨脹。如果我們的世界,包含了整個宇宙在內。如果引力突然之間改變了星系,變為了斥力的話。雖然僅僅3秒鐘,但是千萬不要小看這個時間,它會將宇宙徹底的改變。
首先拿星系來講,引力和重力是星系凝聚的重要因素,如果引力突然變成了排斥力,那麼銀河系將會瞬間被撕裂,而3秒後,引力又會復原,但是星系卻無法復原了。我們的銀河系會進入一個重組的過程。所有的恆星位置和軌道都會發生改變,在這一個過程中,肯定也會摧毀掉很多星球或者文明。
我們的宇宙充滿了平衡,它是一個自帶完美但是又不完美的世界,而擅自改變引力,就會造成巨大的災難。畢竟它存在於宇宙之中。當然如果我們要是擅自修改銀河系或者太陽的話,整個宇宙是無法發生變化的。但是引力不同,它作用於整個宇宙的所有天體,一旦發生丁點變化,宇宙就會進入重組——冷卻——凝聚——成型,雖然這個過程看似簡單,但是需要花費的時間長則十幾億年,短則幾千萬年!
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如果引力突然反轉,變成一種排斥力會發生什麼?我們自然界有四種力,這四種力和已知的基本粒子就構成了我們的標準模型,而標準模型在最基本的層面上也解釋了我們現在所看到的宇宙為什麼是這個樣子的!如果只有粒子的存在,沒有力的作用,那麼整個宇宙只是一片粒子的海洋,當然也不會有我們。所以有沒有力,力的形式是怎樣的對整個宇宙來說至關重要。下面先簡單說下引力都有啥用!
引力在宇宙和我們生活中有啥作用引力這玩意其實很讓人頭疼,說它簡單也簡單;說難也難。雖然在廣義相對論下,我們直到了引力是如何工作的,但我們並不直到它是如何傳遞的,唯一的解釋就是由於時空曲率彎曲的結果,這個答案不盡人意。
引力是在大尺度上唯一起作用的力,電磁力雖然也是長程力,但它衰減的比引力快的多。而核力更是被限制在了原子核的層面,因此在宏觀世界引力是王。正是因為引力的存在,我們看到的一切才這麼有規律,例如在宇宙中,小行星、衛星、行星、恆星、星系以及星系團都是在引力的作用下有正常物質凝聚成測物質團塊,並且引力還掌控著所有物體的運動方式。
那麼在地球上,地球從核心到數百公里之上的大氣層,物質密度從高到低依次分層排列,這也是在引力的作用下形成的。當然這也包括我們人類每天的生活都離不開引力的作用,雖然引力有時讓人覺得很討厭,把我們牢牢束縛在地面上,阻礙了我們自由翱翔的夢想,但離了它還真的不行。
現在知道了引力的作用,下面我們就看了要是引力倒轉3秒會發生什麼?引力不僅把我們以9.8 m /s²的恆定加速度束縛在其表面上,還是使整個星球物質聚集在一起;使月球束縛在圍繞地球的軌道以及地球繞太陽公轉的原因。
如果引力停止,將會發生災難性的後果。月亮和太陽系中所有受引力束縛的物體會立即沿當前的軌道路徑以切線直線飛出去。每個自轉的物體將開始分離並分解成巨大的碎片雲。
但是,如果重力反轉,那場面會更加壯觀。由引力引起的加速度方程為g = G * M / R ^ 2(其中g為引力引起的加速度,G為萬有引力常數,M為質量,R為距離)將會提供反向的力。萬物不僅會分離並直線飛出去,還會自主的向相反方向加速三秒鐘。
太陽系中的每一個星球,每一個受引力束縛的物體都會分解。木星,土星,天王星,海王星,包括火星,地球,土衛六和一些伽利略衛星以當前的重力加速度加上自轉的能量,在三秒內會散開成瀰漫的碎片雲。
然後,引力又重新恢復正常。所有剛剛解體的物體現在又開始快速地重新聚集在一起。這又會經歷一場偉大的造物運動,地球會不斷的受到小行星的撞擊。由於對地球自轉和核心的破壞,地磁可能會消失,地球大氣會逃逸的所剩無幾,隨著小行星在數百萬年無休止地撞擊太陽系中的每個天體,整個太陽系會進入一個重轟炸時期。
轟炸時期結束後,這些天體再冷卻上十億年左右,一切都會處於不同的軌道。新軌道很有可能會導致新的、不穩定的相互作用,可能會直接從太陽系中踢出幾個行星,變成流浪行星。
太陽會發生什麼?引力對太陽來說非常重要,這是核聚變的動力。引力停止,不僅是核聚變停止,太陽還會向會突然釋放引力勢能,發生爆炸。
我們知道現在的太陽是在引力和輻射壓力的作用下相互平衡,如果引力消失並且反轉,太陽可能會在瞬間釋放所有的等離子體,產生極強的高能輻射。這一過程將會毀滅太陽系中的所有已知事物。
以上就是如果引力突然反轉,變成一種排斥力會發生什麼!所以我們還是期待這樣的事不要發生,雖然引力無時無刻不在控制著我們,但這也是我們生存的基礎。