|
研究發現，通過把德布羅意提出的物質粒子內在的週期性因素與物體的空間廣延性聯繫起來，提出物質粒子空間本底量子輻射新概念，能夠推得品質時變關係dM=－HoMdt，把居於微觀宏觀宇觀核心地位的五個基本物理公式：愛因斯坦—德布羅意關係、薛定諤方程、牛頓第二定律、哈勃定律和萬有引力定律聯繫和統一起來。主要研究結果與推測及檢驗證據如下：
1）提出了物質粒子輻射空間本底的量子新概念，推得品質時變關係dM=－HoMdt，揭示了物質粒子與時間之矢和空間本底的內在聯繫，回答了R.Laughlin期待的“未來理論物理學應該說明空間和時間是什麼”。
2）推得空間本底量子亦是引力場的基本量子，初步建立與時間之矢密切相關的量子引力理論，印證了RogerPenrose推斷的“所要尋求的量子引力必定是一個時間不對稱的理論”。
3）闡明了品質時變與哈勃定律相互推導的關係，品質時變關係符合John D.Barrow設想的“存在著某種更深刻的原理，它使宇宙必然（或者至少是以壓倒優勢的可能性）肇始於某種各向同性膨脹的狀態之中，這一原理也許在較為局部的範圍內還有著其它應用,據此便可以揭示其自身之存在”。
4）推得品質時變常數為哈勃常數Ho，品質約按10–10/年的比率衰減，與地球品質約按10–10/年比率下降和地月之間的引力約以10–10/年的比率變弱的測量分析結果符合的較好。
5）闡釋了愛因斯坦—德布羅意關係的物理本質，說明了物質粒子內在週期性因素與其空間本底量子輻射相伴，揭示了康普頓波長和德布羅意物質波形成的物理機制，推導出與物質粒子輻射空間本底量子及附加波動力相關聯的波動力程恰好等於實驗測定的德布羅意物質波波長。
6）闡明了德布羅意物質波是一種實在物理波，揭示了慣性的根源和牛頓第二定律微觀機理，從而使原來認為與牛頓運動定律不相容的物質粒子的波動性，不但符合牛頓運動定律，而且還構成牛頓運動定律的物理基礎。2015年，科學家借助實驗捕獲了光的粒子與波同時存在的場景。
7）在物質粒子空間本底量子輻射及品質時變關係闡明康普頓波的基礎上，有望通過檢測康普頓波來測量粒子品質，並製造與粒子品質相關的更高精度的新型原子鐘。
8）視物質粒子不斷輻射空間本底量子形成粒子伴生波的過程為簡諧振蕩，推導出了薛定諤方程，說明的波函數具有物理實在性，已由史保森、龍桂魯的實驗相繼證實。
9）可以解釋單粒子以及光子的雙縫干涉實驗。2009年，Yves Couder發佈論文表示，宏觀油滴彈跳于振動表面可以用來模擬波粒二象性，毫米尺寸的油滴會生成週期性波動，對於這些油滴的相互作用會引起類量子現象，例如，雙縫干涉、軌道量子化等等。
10）明確了愛因斯坦—德布羅意關係、定態薛定諤方程、牛頓第二定律和哈勃定律及萬有引力定律的內在聯繫，推得物質粒子輻射空間本底量子的初始作用強度恰與普朗克距離下的牛頓引力場強度等同。
11）揭示了時間之矢的物質根基和空間本底的量子構成以及四維時空形成的物理過程，明確了單向、均勻流逝與統一和普適的物理時間，表明不同品質和能量的物質粒子所對應的空間結構不同。時間之矢dt=－dM/HoM、t=(1/Ho)ln(r/ro)，其數學形式分別與熵dS=dQ/T、S=klnΩ相仿。
12）推得空間本底量子半徑正是普朗克長度Lp，空間本底量子波長恰為哈勃宇宙半徑c/Ho。
13）從理論上詮釋了引力品質即是慣性品質和引力等效慣性力，引力和慣性力同屬波性力，是波性力的不同表現形式。如今引力品質等於慣性品質的實驗結果測量精度已達10-12數量級。
14）指出物質粒子不斷地向外輻射空間本底量子在物質粒子周圍形成動量密度與距離平方成反比的動量空間即是引力場，推得物質粒子輻射空間本底量子的能量密度與物質粒子的引力場強度相對應，其對應係數恰為基本物理常數組合4πG/Hoc。
15）推得空間本底量子能量ε=hHo與核力所交換的π介子固有能之比的數量級約為10–40，恰約等於引力作用強度與核力作用強度之比。
16）從空間本底量子輻射及引力場量子化角度，可以對“地球引力場中的中子量子態實驗”發現中子下落過程不是連續的，而是從一個位置跳到另一位置作出解釋。
17）可以對“侞原子下落實驗”發現其所受重力不受其自旋方向的影響進行解釋。
18）還可以對實驗發現的真空中不同物體做自由落體運動的重力加速度稍許差異給予解釋。
19）揭示了萬有引力和宇宙膨脹與加速膨脹及星系旋轉曲線疑難均源於物體動態的空間廣延性，推導出了萬有引力定律。
20）物質粒子輻射空間本底量子新概念及其品質時變關係，把品質、時間和空間這三個最基本物理學概念密切聯繫起來，揭示了物質粒子的波動性與品質能量及時空充滿活力的統一，展現出一種新的具有演化特徵的物質時空圖景，能夠克服物理學中的時間反演不變性同宇宙星系在較大時空跨度上所顯露出膨脹演化的矛盾。
21）依據品質時變關係推得宇宙及天體系統共同遵循的自然膨脹演化模式為r=roeHot，恰趨同於德希特的宇宙膨脹模式a(t)~eHot。
22）推得哈勃宇宙整體膨脹的加速度為Hoc≈10–10米/秒2，天文觀測發現宇宙膨脹加速度的量級約為10–10米/秒2。
23）推得對於品質為M的星系，相當於受到推力或斥力F=MdV/dt=HoMV的作用，該力來源於退移星系自身品質隨時間的衰減，即F=－VdM/dt=HoMV，這些均都滿足由品質時變dM/dt=－HoM下的萬有引力定律F=GMm/r2或徑向動量守恆dP/dt=MdV/dt+VdM/dt=0所推導出的哈勃定律V=Hor
24）指出了星系間距擴張及宇宙膨脹是品質時變的自然結果，星系退移速度和退移加速度與星系品質大小無關，宇宙在其各個不同區域及方向上的膨脹具有一致性。這與實際觀測到的宇宙空間具有平直性、宇宙以臨界速度膨脹、宇宙在其各個不同區域及方向上的膨脹速度差異恰好為零相符，從而使這些特性得到自然、合理與統一的解釋，解決了宇宙膨脹及加速膨脹的動力來源。既體現了宇宙時空無限性，又可推知宇宙早期處於高溫高密狀態，並且不存在物質創生疑難與奇點疑難、視界疑難、平直性疑難、磁單極子疑難以及精細調節與巧合性等問題。
25）推得天體系統及物質體系受到自身輻射空間本底反作用的強度Hoc=8.389×10–10米/秒2，恰與哈勃宇宙整體膨脹的加速度等值，也與先鋒號太空船顯露的異常加速度(8.74±1.33)×10–10米/秒2相當，由此給出的Vθ~r關係即星系的旋轉曲線與大量星系的觀測結果相符合。
26）從理論上推得並確認哈勃宇宙的慣性之和GMu/c2ru=1，可以說明為什麼掛在北極的傅科擺的擺面完全跟著星空轉。
27）推得哈勃宇宙品質Mu=c3/GHo，品質為M的物體與哈勃宇宙或無限宇宙的引力能為GMuM/ru=Mc2，恰好符合質能關係E=Mc2
28）給出了最大哈勃宇宙時空和最小普朗克時空兩極相通的奇妙對應關係：Mu/Mp=Mp/µ=tu/Tp=ru/Lp=(c5/hGHo2)1/2、GMu/c2ru=GMp/c2Lp=1、GµMu/ru=GµMp/Lp=hHo=ε、GMu/ru2=Gµ/Lp2=Hoc或Mu/4πru2=µ/4πLp2=Hoc/4πG
29）從理論上自然地解決了引力佯謬，給出哈勃宇宙或無限宇宙的引力勢均為c2。
30）可以從理論上自然地解決奧伯斯佯謬。
31）通過空間本底量子，可賦予精細結構常數以新的物理含義：α=e2/(2εohc)=2(e2/4εoc/Ho)/ε=2(e2/4εo)/GµMu=2(e2/4εo)/GMp2，顯示出精細結構常數除以2恰是兩個電荷間的庫侖力與普朗克品質間的萬有引力之比，也是兩個電荷間的庫侖力與哈勃宇宙品質和空間本底量子品質間的萬有引力之比，還是哈勃半徑c/Ho間距下，兩個電荷間的相互作用能與空間本底量子能量之比。
32）推測水星漸漸遠離太陽。美國宇航局(NASA)的一項新研究證實，太陽品質減小，引力逐漸變弱，無線電跟蹤資料明顯地表現出水星軌道正在擴大的跡象。
33）取Ho=0.883×10–10/年，代入r=roeHot，推測36億年前地球處於金星現在軌道位置，48億年前火星處於地球現在軌道附近，那時火星可能更適於生命的存在，這與火星隕石等研究推斷地球上的生命始于火星構成相互支持。
34）推測目前地球與太陽的距離每年增加13.2米，基於雷達與高精度雷射器觀測以及日全食歷史資料分析等，發現確有類似的趨向，由不同方面觀測估計，給出地日間距每年增大的數值分別是：15釐米、15米、22.6米，平均值約12.6米。
35）把地月間距3.84×108米代入r=roeHot，可計算出目前地月間距每年增加3.4釐米。這與美國和法國科學家用二十多年時間通過鐳射測距測得地月間距每年增加3~4釐米的結果相符合。
36）推算月球近地點和遠地點之差每年增加0.4釐米，經長期觀測發現該距離之差每年增加約0.6釐米。
37）推得月球公轉週期每年增加4.2×10–4秒，該值同美國海軍實驗室T.C.Vanflanden以銫原子鐘為時間基準，根據十幾年間月掩星時間的精確記錄，再排除潮汐摩擦等影響因素，發現月球公轉週期以(2.22±0.35)×10–10/年的比率增長基本相符，當時認為其可能源於引力常數G以(0.9±0.4)×10–10/年的比率而減小。
38）推測現在每月比9億年前長4天多。這比較接近於美國查理斯•索尼特等科學家根據遠古時期潮水活動遺留下來的沉積岩層厚度的細微變化，計算出每月潮水變化的週期，發現現在每月比9億年前長5天。
39）對於一個有圈層結構逐漸膨脹的星體，還可以預料星體外層與內核之間通常伴有轉動差異，且往往是在大部分時間裡，外層比內核的轉動速度要慢些。現已觀測到地殼比地核的轉動速度要慢些[29]，也有跡象表明太陽表層比太陽核心的轉動速度慢。
40）推測地球半徑在50~100年間增大2.8~5.6cm，相應於地球周長增大18~35cm，這可能與所發現的洋脊每50~100年裂開一次有關。
41）推測地球的體積可能在膨脹與收縮的脈動過程中逐漸增大。陸間邊界的吻合性、大陸裂谷、板塊移動、洋脊開裂和海底擴張乃至地震與火山爆發，似乎都與地球的體積變化(主要是增大)相關。根據地球膨脹與收縮過程導致地核與地殼的差異轉動，可以解釋地球磁場的產生及其變化。
42）計算出寒武紀地球半徑約為現值的95％，其結果與相應時期古地磁極分散度基本對應。當時日地距離比現在要近5％，地表溫度等開始適於生物存活，或促成寒武紀地球生命大爆發。
43）可推定20億年前元古代初期，地球半徑只有現值的84％，據此可以對古陸作較完整的立體拼合。
44）推斷25億年前太古代末期，地球半徑約為現值的81％，基本符合與古陸在半徑縮小的球面上曲率變化的電腦類比檢驗結果。
45）計算出現今地球半徑為46億年前初始半徑的1.5倍，相應於地球增大的面積為目前地球表面積的56%，大約與目前洋殼面積相符，說明洋殼可能是地球膨脹演化的結果，這也恰好同科學家根據記錄到的各大洋邊界擴展推斷地球形成到現在其半徑逐漸增長的總量為現值的1/3相符合。
46）計算出地球半徑46億年來平均增長率為0.46毫米/年，目前總體上地球半徑的增長率為0.56毫米/年。該值同L.Egyed根據古地理圖顯生宙面積的擴大得出的地球半徑以0.5毫米/年的速率增大相符合。申文斌等人通過全球分佈的重力台站與重力衛星聯合解算建立高精度、精細時間解析度的時變重力場，根據所得地球慣性矩的年增加量計算了地球1996~2006年間的半徑變化，得出10年間地球半徑的增長率為0.58毫米/年的研究結果；還採用高精度GPS，VLBI空間大地測量資料綜合解算所得ITRF和ITRF2000站座標和速度，用Delauany演算法生成三角網逼近計算地球的體積變化，結果表明這10年間地球半徑的增長率為0.54毫米/年。
47）按照現在地球半徑的增長率為0.56毫米/年的推測，說明地球膨脹也是造成海平面上升的一個重要因素。從全球範圍的海平面變化趨勢看，100年來，海平面上升速率約1毫米/年。
48）計算出地球自轉週期的長期變化為每十萬年日增長1.5秒。該值同地球自轉週期長期變化每十萬年日增長1~2秒的實際結果相符。根據中國河南安陽出土的甲骨文日食的記載和經史書所確認的日期(西元前1301年)及美國天文學家計算出的當時每天比現在短47‰秒，根據古生物學家發現的珊瑚年輪隨地質年代的變化，二者均給出地球自轉週期的長期變化為每十萬年日增長約1.5秒。
49）推測月球或許是在地球起初高速自轉和地球膨脹地殼初次破裂時由地內物質劇烈噴發形成的，這種形成方式會使月球內部有大量空洞存在。觀測表明，月岩中氧、鈦-50及鈦-47的同位素比例與地幔相仿，月球的確像是中空的。
50）推測反映星系退移的光譜線紅移量Z將隨著時間的推移而逐漸增大：Z=ZoeHot，這可以通過長期精密觀測所選定的同一星系光譜線的紅移量隨時間的變化加以檢驗。據悉，目前國內外正著手聯合開展研究觀測星系紅移隨時間的變化，大約需要十年的時間給出實驗觀測結果。
51）推測目前宇宙微波背景輻射波譜峰值頻率每年大約降低15赫茲，所對應的2.7開氏度再經過哈勃時間1/Ho後將降至約1開氏度。
52）推得哈勃宇宙物質平均能量密度ρu=(Muc2/ru3)~10焦耳/(千米)3、哈勃宇宙空間本底量子平均能量密度ρue~10焦耳/(千米)3，與“目前觀測的真空能量密度”~10焦耳/(千米)3具有相同的數量級，普朗克能量密度ρp=(Mpc2 /Lp3)~10121焦耳/(千米)3，ρu與ρp比值：ρu /ρp=(Muc2/ru3)/(Mpc2/Lp3)=hGHo2/c5=Lp2/ru2=µ/Mu=(µ/Mp)2~10–120
53）推測引力波可能是天體以其品質衰減dM/dt=－HoM輻射空間本底在天體加速運動時出現空間波動的傳播。若品質為M的中心天體和品質為m的小天體均為極緻密天體，其天體半徑與天體品質關係為r1≈GM/c2 、r2≈Gm/c2，在r1+r2≈r(兩個天體間距)條件下，品質為m的小天體繞中心天體公轉線速度趨近光速c，則引力波角頻率ω≈c3/GM
54）與Mc2=hν伴隨的空間本底量子輻射類似，當溫度為T時，物質粒子的附加波動頻率為ν′=kT/h，其對引力的相對影響程度為ν′/ν=kT/Mc2；當溫度T(或內能)變化時，通過附加波動力(k/c)dT/dt=(h/λ2)dλ/dt，影響著物體以及物體之間的引力。由此可以解釋隨著物體溫度的升高，物體重量變輕和物體之間引力下降現象，以及物體之間的引力減增還受到非傳熱情況下附近其它物體溫度升降影響的現象]。
55）考慮到品質為m的小星體繞品質為M的中心天體作圓周運動，中心天體輻射引力場速度c方向在切向速度為v的小星體看來呈偏斜角θ=arctgv/c，從而受到動態切向力Fθ=GMmv/cr2作用。
56）通過牛頓萬有引力定律與庫侖定律形式上的相似性、空間本底量子賦予精細結構常數α以新的物理含義，以及空間本底量子速度為光速c、無限宇宙空間任一處的引力勢Um=c2=1/(εoµo)，(εo為真空介電常數，µo是真空磁導率)，可能有助於進一步發現牛頓萬有引力與電磁力的某種聯繫。
57）由品質時變關係(32)式，給出牛頓引力勢Uµ=－GM/r =－(GMo/r)e–Hot，其中，傳遞牛頓引力的空間本底量子能量ε與傳遞核力的π介子固有能之比為10–40，恰約等於引力作用強度與核力作用強度之比。按品質µ的空間本底量子滿足Klein-Gordon方程，則求得空間本底量子傳遞的牛頓引力勢Uµ~－(1/r)e–(µc/h)r=－(1/r)e–Hot ，這與描述核力的湯川勢數學形式相同，可見牛頓萬有引力與核力有相似的物理圖像。
58）推得物質粒子輻射空間本底量子的速度為光速c，說明光速c應是粒子的速度極限，按空間本底量子即是構成引力場的基本量子，可與一些初步觀測到的引力波和引力場的傳播速度為光速c相符合。
59）按引力場的傳播速度為光速c，類比于Maxwell方程和Lienard-Wiechert推遲勢，可以給出萬有引力定律的推遲形式，既能滿足洛倫茲協變性，與狹義相對論相容，又能推得水星進動、光線偏折、雷達回波延遲和引力紅移，且相同或相近于廣義相對論在這些方面的理論計算與實驗觀測結果。
60）推得物體以恒定光速c輻射空間本底量子生成動態空間本底，形成了四維時空，當物體之間出現相對運動時，其動態空間本底以及其中的光線或電磁信號傳遞發生相對偏轉，由此可推導出洛倫茲變換和能夠給出廣義相對論一系列結果的新變換。
61）可從理論上解決廣義相對論遇到的一直困擾天文學界的DI海格立斯雙星進動難題(雙星累積進動觀測值為0.64度，理論計算值0.66度，廣義相對論計算值2.34度)。
62）賦於愛因斯坦—德布羅意關係、薛定諤方程、牛頓第二定律、萬有引力定律和哈勃定律以及狹義與廣義相對論在基礎上的相融性和可理解性，使得牛頓經典力學與現代物理學及宇宙學在基礎上自然地銜接起來。
閱讀: 11975
|
