【作者 張祥前】
設想在真空中,有兩個質量為m1和m2的物體,處于y軸上,相距一米遠,中間用紙殼擋住,紙殼的強度剛好能夠擋住兩個物體因萬有引力而相互靠攏。
觀察者甲相對于兩個物體靜止。
觀察者乙相對于兩個物體以速度v沿x軸正方向勻速直線運動,發現兩個物體相對于自己有一個運動速度v。
根據相對論質速關系,m1和m2都增加了一個相對論因子√(1- v²/c²)。
按照牛頓萬有引力公式F = G m1 m2 / r²,計算出兩個物體相互的萬有引力F增加了一個相對論因子(1-v²/c²),觀察者乙認為紙殼要破損。
而觀察者甲認為兩個物體相互萬有引力沒有增加,所以,紙殼不會破損。
我們再把紙殼換成鐵皮、塑料,或者其他東西,都存在着這個矛盾。
怎麼解決這個矛盾?這個需要統一場論【百度統一場論6版】動量公式、動力學方程和能量方程。
如果定性、定量地解決了這個問題,就可以獲得諾貝爾獎。現在尋求有資格發論文的網友,和我合作,一旦論文能夠在主流期刊發表,獲得諾貝爾獎幾乎是百分之百的。
下面是解決這個問題的思路。
在物理學中,動量守恒和能量守恒是基本規律。但是,現代物理學認為在某些情況下,動量和能量是不守恒的。
例如,一個質量為m的火車相對于我們地面的觀測者以速度V【本文大寫字母為矢量,V的數量為v】直線運動,地面的觀測者認為這個火車有動量mV和動能 mv²/2【屬于能量的一種】。
而火車上的觀測者認為火車的速度為零,因而動量、動能為零。
所以講,現代物理學認為動量、動能相對于不同的參考系是不守恒的,一個物體具有的動量、能量在不同的觀測者看來是不一樣的。
我們把以上動量、能量隻是在有限範圍内才守恒,稱之為弱守恒,統一場論擴展了動量、能量守恒的範圍,認為相互運動的觀察者發現一個物體的動量和能量仍然是守恒的,我們把動量、能量這種不随參考系改變的守恒稱之為強守恒。
統一場論認為,一個物體具有的動量、能量在相互運動的觀測者看來,數量是一樣的,動量、能量對于不同的參考系仍然是守恒的。不同的觀察者看到的隻是質點運動形式有所不同,而質點總的動量、能量的數量是不變的。
統一場論的基本假設認為:宇宙中任何一個相對于我們觀測者靜止的質點o點,都不是真正的靜止,其周圍空間以o點為中心、以光速度C【統一場論認為光速為矢量時,其方向可以變化,模不變】輻射式運動。
因而任意一個相對于我們靜止的質量為m’的質點o,統一場論認為都有一個靜止動量m’C,當o點相對于我們觀測者以勻速度V直線運動的時候,質量為m,相對論和統一場論都認為,o點周圍空間的光速運動在V的方向上不變,但是,在V的垂直方向上,光速率c變成了√(c²- v²),
寫成矢量形式是C - V, 并且C-V和V滿足相互垂直的直角三角形函數關系。
以上的統一場論矢量動量公式:
P = m(C-V)
其标量形式為:
p = m’c = mc√(1- v²/c²)
m是o點運動時候的質量。
以上矢量動量方程和标量動量方程是一個普遍的動量方程,相對論和牛頓力學動量公式,隻是上式中光速等于0的特例。
特别是動量标量方程p = m’c= mc√(1- v²/c²)指出,一個靜止質量m’的物體靜止時候總的動量m’c和以速度V運動的時候總的動量mc√(1- v²/c²)數量是相等的。
以上反映了動量的強守恒性。
對上式方程p = m’c = mc√(1- v²/c²)
兩邊乘以光速率c,就是統一場論能量方程:
e = m’c² = mc²√(1- v²/c²)
m’c²為o點的靜止能量,這個和相對論的看法一緻,mc²√(1- v²/c²)為o點以速度v運動的時候的能量,這個和相對論的看法稍稍不同。
相對論認為o點以速度v運動的時候能量為mc²,這樣相對論認為o點靜止時候的能量m’c²和以速度v運動的時候能量mc²是不一樣的。
而統一場論認為,o點以速度v運動的時候能量為mc²√(1- v²/c²)和靜止能量m’c²是相等的。
統一場論這種看法表明,質點能量的量必須相對于一個确定的觀察者才有意義,沒有觀察者或者不指明哪一個觀察者,談論能量是沒有意義的。
m’c²是相對于o點靜止的觀察者測量的,mc²√(1- v²/c²)相對于o點以速度v運動的觀察者測量的。而無論哪一個觀察者都不會測量出o點具有能量mc²。
統一場論強調了不同的觀測者,看到了能量有不同的表現形式,而總的能量的數量與觀測者無關,這個就是能量強守恒的表述,這種觀點應該比相對論的觀點要合理一些。
統一場論能量方程和經典力學的動能公式有什麼關系呢?經典力學認為,一個質量為m的質點o點相對于我們觀測者以速度V【數量為v】運動的時候,在我們觀測者看來,具有動能 Ek = 1/2 mv²。
将統一場論能量方程
e = mc²√(1- v²/c²)
中√(1- v²/c²)用級數展開為1- v²/2c²-•••••
略去後面的高次項,
e ≈ mc²- mv²/2
由e = m’c²可知m’c²≈ mc²- mv²/2,
mc²- m’c²≈ mv²/2,
這個表明經典動能是物體以速度v運動的時候引起靜止能量發生變化的變化量。
對于光子,相對論和統一場論都認為光子動量為P = mC,光子能量為e = mc²
但是,相對論能量方程對光子的動量和能量的來源解釋是混亂的,邏輯上講不通,而統一場論動量方程和能量方程很容易解釋光子的動量和能量。在統一場論動量方程P = m(C-V)中,當光子靜止質量為零,其靜止動量也是為零。光子運動動量mV = mC,這個表示光子運動速度達到了光速。
統一場論能量方程e =mc²√(1- v²/c²)用級數展開為:
e = m’c² = mc²(1- v²/2c²-•••••)
當光子的靜止質量為零,靜止能量也是為零。光子運動能量 mc²= v²/2c² •••••),這個表示光子動能為mc²,光子隻有運動能量了。
一個相對于我們觀測者靜止的質點質量為m’,相對論認為有一個靜止能量E = m’ c²,意思是指這個質點周圍n條幾何點的光速的平方,n的大小取決質量m’。
【作者簡介】
張祥前,安徽廬江縣一個農民,初中水平,在1985年夏天去一個高度發達的外星球旅行了一個月時間,不但了解了他們的日常生活情況,還了解了他們許多超前的科學技術,以及與宇宙核心秘密有關的方程。特别是他們的人工場掃描技術,可以取代我們地球上流行的電能,是電的升級産品,一旦被我們社會所重視,立即可以引起人類天翻地覆的變化。人類将迅速地進入光速、虛拟時代。
代表作:《果克星球奇遇》(新版)、《統一場論6版》。
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