计算机数值方法证明广义相对论的行星运动理论不成立

广义相对论对牛顿引力理论进行修正,在光和行星的运动方程中引入α/r~3的项。由于数学上的困难,目前计算引力场中光和行星轨道运动时都采用近似方法,导致许多重要信息丢失。广义相对论运动方程的轨道极点由一元三次方程确定,有一个或三个实数解。外太空恒星发出的光在太阳系引力场中的轨道是单极点的。本文的严格计算证明,该极点在离太阳中心约5549米的地方。因此外太空恒星发出的光要进入太阳内部被消融,不可能被地球人观察到,地球的夜空应当是黑暗的。然而事实并非如此,广义相对论的光在太阳引力场中的两个实验检验都不成立。精确数值计算结果表明,行星绕日运动轨道存在三个实数极点,第三个极点位于太阳内部施瓦西半径外0.3毫米的地方。行星沿两个相连的三极点类椭圆的轨道运动。因此如果广义相对论正确,行星必将沿小椭圆轨道进入太阳内部被毁灭,这显然与事实不符。恒星在星系中运动时,也存在相同的问题。按照现有广义相对论行星运动方程的近似解,另外一种近似的替代图像是,水星不进入第三极点,但轨道要发生严重的形变。水星绕日一周近日点距离增加9.4万千米,远日点距离减小7.4万千米。水星绕日一周轨道的半正焦弦要改变几千米,这种改变是不对称的和可以累加的,会导致轨道严重变形最终崩溃。由此产生的巨大反差,使广义相对论关于水星近日点进动的计算变得微不足道。然而天文观察并没有发现水星轨道有这样大的改变。本文最后证明,在牛顿引力理论中考虑狭义相对论效应,会导致水星近日点百年16.5″的进动。需要解释的只剩百年26.5″,广义相对论百年43″的计算结果误差达到38.4%。如果在地球参考系的岁差和章动,以及其他行星对水星的引力摄动的计算中也考虑狭义相对论效应,还会引起更大的进动值修正。因此广义相对论对水星近日点进动的计算实际上没有意义。在广义相对论的四个经典实验检验中,与引力场方程有关的三个实验解释都是错的。因此对牛顿引力理论的修正只能按狭义相对论的方式进行,广义相对论对牛顿引力理论的修正不可能是正确的,爱因斯坦弯曲时空引力理论不成立。     

抛物线坐标系及其度规、仿射联络

抛物线坐标系是一种特殊的坐标系,对于静止质量类似于Coulomb势对称分布的物质,运用该坐标系有助于获得广义相对论时空下爱因斯坦引力场方程的近似解甚至解析解.本文详细地描述了它的坐标变量、坐标面及线元、体元,推导了它的度规及仿射联络,为求得爱因斯坦引力场方程的近似解甚至解析解提供工具准备.     

视广义相对论及新广义相对论为广义引力理论特殊情况的研究

根据广义引力理论的基本公式导出了广义相对论和新广义相对论的引力场方程和粒子运动方程．结果表明了广义相对论和新广义相对论均是广义引力理论的特殊情况．阐述了这种方法在理论上和运算上的一些优点．     

广义相对论与万有引力

<正>爱因斯坦广义相对论比牛顿万有引力理论更精确地描写了物质之间的引力相互作用。广义相对论可以完全类比于电磁理论;广义相对论中的引力场也分为两种类型:(1)电型引力场(即牛顿型引力场,它类似于静电场);(2)磁型引力场(它类似于磁场,在牛顿引力理论中没有这种场)。磁型力场效应的预言已     

广义相对论的三大验证

文中叙述了爱因斯坦广义相对论的三大验证,即水星近日点的进动,光线的引力偏折和光谱频率的引力移动的理论。对和理论有关的广义相对论基本内容作了简要介绍。     

广义相对论引力场方程光速不变解及其启示

对广义相对论基本理论进行了一次系统的检查,重新强调了坐标的意义,纠正了以往因坐标意义不清带来的混乱.在球对称的情况下求解出引力场方程的光速不变解,揭示黑洞不是广义相对论的必然预言.重新导出行星轨道进动的方程,指出以往推导中的错误.实现了广义相对论引力理论与狭义相对论力学在弱场近似下的衔接.证明场方程的耦合常数并不唯一,可由原来的-8πG修改为4πG.揭示暗物质暗能量是物质的属性,而非独立的存在.给出一个活的、各方面正在逐渐加强的宇宙,与以往那个逐渐衰亡的宇宙形成宣明对比.     

从SCHWARZSCHILD解分析广义相对论的时空观

根据爱因斯坦重力场方程的Schwarzschild外部解，讨论了广义相对论的空——时度规，证明了引力场中的空间和时间都只有相对意义。     

物体作圆锥曲线运动的时间计算

在比耐公式的基础上导出了物体在受到与距离平方成反比的有心力作用下的轨道方程.系统阐述了物体作圆锥曲线运动的时间计算问题,并给出了物体作圆、椭圆、抛物线、双曲线运动的时间计算公式.对于双曲线的情况,同时给出了引力和斥力作用下的时间计算公式.     

关于建立涡旋引力场及“水星进动”与“岁差”运行机制的统一

依据引力场与电磁场应具有的对称性,以及引力场理论应具有的完备性,即以库仑力静电场与万有引力场的对称性,以及电流产生磁场与运动物体产生涡旋引力场的对称性,建立了涡旋引力场.将万有引力与涡旋引力对行星运动的综合作用,对水星进动和地球岁差运行机制的统一性作了论证;对静止卫星轨道摄动作了分析;对太阳系多个行星的岁差作了推算;对章动的物理意义和定义作了新的探讨;并解释了涡旋引力场与旋涡星系蝶形结构形成的关系.经对涡旋引力场理论建立及与实际结合的一致性的论证表明:运动物体将产生涡旋引力场,以万有引力和涡旋引力场组成的引力系统更符合太阳系行星运行的实际,以及本文涡旋引力场理论的建立过程及结论的合理性.并在此基础上,建立了由万有引力和涡旋引力综合作用下的行星轨道模型.     

二次曲率引力场方程非球对称解

求得弱场线性近似条件下二次曲率引力场方程的推迟势解,然后考虑静态情况,将二次曲率引力场作多偶极矩展开,求得其非球对称静态解,讨论有质引力标量场和有质引力张量场对广义相对论的局域修正。     

Schwarzschild外场中Proca光子的短程线方程

回顾光子静止质量上限的探测结果,得出重光子（Proca光）所遵守的电磁场方程．根据引力场中有质量粒子的短程线方程,以球对称质量外部引力场（Schwarzschild外场）为例,讨论处于其中的重光子的短程线方程,得出各方程对应的物理意义．     

广义相对论中行星轨道方程推导

根据施瓦茨希德度规 ,直接求解关于r,φ ,t的三个短程线方程 ,导出行星绕太阳运动的轨道方程。整个推导过程与朗道、韦伯等人的推导方法有所不同。     

球对称引力场的引力效应

从测地线方程出发,推导出球对称引力场中的物体运动微分方程,得出考虑引力效应的角功量定律、毕耐公式、万有引力定律以及Kepler定律,论论了广义相对论经典运动速度及环绕速度的修正,为广义相对论的实验验证提供了4项新方法。     

多重尺度摄动法解广义相对论行星轨道方程

本文用多重尺度摄动法解广义相对论行星轨道方程,直接得到所要求的近似分析解,并对行星“进动”现象作出传统的解释。     

求解光线在弱引力场中偏折的一种方法

从爱因斯坦近似线元出发,求出惯性系中所观测到的光线在引力场中的速度关系,用波动光学中的折射定律,可以求出光线在引力场中的正确偏折数值。     

引力场中自旋粒子运动的非线性效应

研究了轴对称引力场中准经典自旋粒子的短程线运动.由自旋空间一般形式的Killing方程导出了以这些方程解形式出现的运动常量.主要讨论在赤道平面的特殊情况,由于场源具有角动量,自旋粒子在Kerr场中的运动不同于史瓦西场中的情况.     

Horndeski引力时空中的准开普勒运动

Horndeski引力理论是标量张量修改引力理论中的集大成者。本文基于Horndeski引力度规张量,推导试验粒子在准开普勒运动中的二阶后牛顿解,以研究Horndeski引力中标量场对试验粒子准开普勒运动产生的效应。对Horndeski引力度规张量做二阶后牛顿近似展开,计算试验粒子的拉格朗日量、轨道能量以及角动量,由此表示的准开普勒运动的半长轴和偏心率。利用偏近点角和真近点角之间的关系,推导了准开普勒运动的运动方程和周期。     

引力场方程的新标架形式及定域化的引力场能量动量张量

本文通过引入标架空间定叉了引力场场强张量和引力场拉格朗日密度,根据最小作用量原理导出了引力场运动方程的一种新的半度规形式(或称标架形式)及具有标架空间和坐标空间的双重协变的引力场能量动量张量.我们用这种定域化的能量表达式和球对称真空外部场席瓦兹希德解(当β1+β2=0,B3=0时)计算出在r≥R区域中的球对称引力场的总能量为E=MC2 1-√1-2GM/C2R/1+√1-2GM/C2R.它把爱因斯坦引力理论作为一个特例(满足条件β1=β2=β3=0)包含其中,是对爱因斯坦度规引力理论的重大发展.本文通过求解球对称真空外部场解得到以下结论:满足条件β1+β2=0,β3=0时的球对称真空外部场解就是席瓦兹希德外部解,基于球对称真空外部场解的任何检验Einstein引力场方程的实验验证都无法确定Einstein引力场方程是唯一正确的.最后根据粒子在引力场中的运动方程确定了待定常数的值为β1=2β,β2=β3=0.本文得到的引力理论与平移引力理论具有相同的形式.本文建立的引力理论采用的几何是黎曼几何,没有采用平移引力理论中的weitzenbock几何,并且对其中的能量问题和待定常数问题作了更深入的讨论.     

新标架引力场方程的弱场线性近似

本文将新标架引力场方程进行了线性近似工作,并将结果与爱因斯坦引力场方程的线性近似情况进行了对比,同时获得了静态球对称引力场方程的线性近似解。提出了用爱因斯坦四大验证实验检测新标架引力场方程的待定常数的问题。通过与后牛顿近似理论(PPN)比较得到β≈ppn。     

引力红移的一种简单推导方法

<正>广义相对论以和谐的形式把物理与几何、引力与时空弯曲联系了起来,它正指导着人们去探索宇宙的奥秘,并为愈来愈多的事实所证实.在本文中,笔者将介绍一种推导引力红移的新方法,为了考虑虚光子(即静止质量为零的粒子)与外力场的相互作用,首先回顾一下具有静止质量的粒子与引力场的相互作用,而且用地球引力场来研究问题.