双荷球对称引力场中的角动量

利用天体运动的测地线方程和双荷球对称引力场的时空度规,研究了双荷球对称天体周围的引力场对经典角动量守恒定律的修正。     

引力场的高斯定理及应用

通过考虑引力子的自旋,重新给出了引力场的高斯定理.由高斯定理出发,得到了球对称引力场的引力势和引力势能的计算式.对于物质密度为E指数的情况,计算了球对称天体的引力势和引力势能.在特殊情况下,研究了球对称天体的质量和引力势能与天体半径的关系.     

百科探秘

黑洞为什么具有很大引力?1牛顿的万有引力定律表明,一个天体产生引力的强度取决于两个因素:其质量和天体的大小。一个天体的结构越紧密,其引力场就越强。这两个因素缺一不可。虽然海王星的质量只有土星的1/5,但其引力场却要比后者强35%左右,因为海王星     

Lense-Thirring场同电磁场耦合产生的干涉相移

以Lense－Thirring场为例，讨论其引力场同电磁场耦合的干涉相移，特别是在Lense-Thirring场同磁场矢势耦合情况下，得到了干涉相移同天体旋转角动量的直接显式。     

魔潭、异河、怪丘

宇宙中最强大的引力场，据说就是黑洞，它所产生的引力使光都无法逃脱。正是这番缘故，科学家到现在还无从确认这种极端黑暗的天体残骸究竟存在于何处。     

天体引力平衡点

两个天体相互吸引，一个围绕另外一个旋转，如果有第三者介入它们的引力场时，会出现什么样的情况呢?这就是让科学家们迷惑了两个世纪的问题，对这个问题的研究最终导致拉格朗日点的发现，拉格朗日点就是在太阳系里的各种力量达到平衡的位置。     

Q&A

<正>Q:第一宇宙速度是最小发射速度、最大环绕速度,为什么?(读者:小小烙饼)A:从地球表面发射的飞行器,如果速度不够大,就会落回地面;如果速度过大,则会脱离地球引力场或太阳引力场。在地球表面入轨的航天器环绕地球运行、飞离地球引力场和飞出太阳系所需的最小入轨速度,分别称为第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度。在假设地球为密度均匀的正球体和不考虑大气阻力、地球之外天体引力的理想情况下,第一宇宙速度为7.9千米/秒,方向与     

Q:我们是否能够看到同一个历史事件反复发生,比如在遥远的宇宙中安置反光镜?

正A:这个问题非常有趣,但理论上确实是可能的。人类现在当然没有办法把镜子放到天文距离上,即使可以到达也很难造出足以清晰反射地球事件的巨大镜子。但在天文观测中,研究者确实可能看到同一个事件反复发生。这要归功于引力透镜效应。所谓引力透镜,就是遥远宇宙中的天体发出的光线被引力场弯折的现象。如右图所示,宇宙深处的星系发出的光线被路径上的一个星系团(或星系)的引力场弯曲了,分成两路来到地球。这样,地球上的观测者就能看到同一个天体的两个像。容易想象,这两条不同的路线上,光走过的实际距离是不同的。因此,     

可观测的引力双象

恒星作为引力透镜的重要性长期以来被忽视,已有文章指出,几乎所有河外天体都应由于某颗恒星的引力场对光线的偏折之故而形成双象。在大多数情况下,这样的双象的角距在毫角秒的数量级。有理由相信,当天文观测深入到毫角秒以下时,会出现好些奇特现象,特别是河外天体中两个小部分之间的表观速度很容易超过光速。     

引力波之后的下一个重大科学目标:暗物质

 广义相对论的4大推论及其验证1915-1920年期间,理论物理学家爱因斯坦(Albert Einstein)根据广义相对论提出了4大推论:1)水星每百年43 s的剩余进动。2)引力透镜效应,即光线在强引力场中发生弯曲,产生透镜效应。3)引力红移,引力场中的时钟变慢,从恒星表面射到地球的光线谱线会产生红移。4)引力波,大质量天体加速运动引起时空曲率变化,以波和光速在宇宙空间传播。     

日、月和行星对地球天气的影响

天体通过万有引力、电磁力、弱力和强力的相互作用对地球气压系统产生影响，进而影响地球的天气．当日、月和行星三者对应作用地球某纬度或地区时，使其形成旱涝分明的天气．     

一种标——张量引力理论的引力波辐射

本文通过一种单位变换导出了文献[4]提出的标—张量引力理论方案的另一种表述形式,由此得到的引力场张量方程和守恒律完全类似广义相对论的Einstein方程和守恒律;变换后的标量场视为“物质场”,在张量方程中起着一种“引力源”的作用。应用变换后的理论表述研究引力辐射问题,其结果是引力场的总辐射强度为引力张量场和引力标量场的辐射强度之和。求出了引力张量场和引力标量场的辐射强度公式,详细地讨论了双星的引力波辐射。     

具有质量的刚杆连接的双摆运动

建立了用具有质量的刚杆连接的双摆运动方程,并将重力作为扰动,利用KAM定理研究了双摆的运动规律．当重力能量与总能量相比很小时,KAM不变闭曲线的存在表明无重力系统的“总动量“守恒的特点．     

引潮力的研究分析

引起海洋潮汐的动力并不是引潮天体对地球引力的本身及其大小，而是引力在地表上分布的差异，即引潮力．潮汐是一种普遍的宇宙现象．     

GPS静态绝对定位方程的相对论修正

分析了全球定位系统(GPS)的静态绝对定位原理.在认为地球周围的引力场为静态球对称分布、卫星质量忽略不计且作圆周运动、其他天体对时空结构的影响忽略不计的情况下,把地球引力场对定位信号传播的影响加以考虑,得到了更加严格的GPS静态绝对定位方程.同时对修正量作了估算,发现定位信号系统在地球引力场中传播的时空弯曲效应非常微弱,修正量约为毫米-厘米的量级.并且指出了现行全球卫星定位系统运用广义相对论对卫星钟进行修正的方法,在理论上与广义相对论的观测量理论不符.     

月球探测器精确相对动力学模型及其应用

在地月会合坐标系下建立了月球探测器的相对动力学模型, 模型中考虑了太阳、地球和月球的真实天体力学环境. 给出了太阳引力摄动下地月会合坐标系绝对角速度的简单但精确的表达式. 所提供的相对动力学模型与J2000坐标系下的绝对动力学模型完全等价. 如果将太阳引力常数置为零, 模型则退化为椭圆型限制性三体问题模型; 如果再将月球轨道偏心率置为零, 模型则进一步退化为圆型限制性三体问题模型. 基于本文模型导出了计算地月系统的共线和三角拉格朗日平动点更精确位置的迭代格式, 它与儒略时刻以及所考虑的时间范围有关. 所提供的相对动力学模型对经由拉格朗日点的探月轨道设计有重要参考价值.     

可积（度量）Weyl时空中的广义守恒定律

本文利用可积Ｗｅｙｌ时空的Ｖｉｅｌｂｅｉｎ形式，由此求出对应于广义平移变换Ｘ＇μ＝Ｘ＾μ＋ｅ＾μａｂａ的能动张量守恒定律并给出引力场能动张量具表述。上述理论还存在对应于变换ｘ＇＾μ＝ｘ＾μ＋ｅ＾μａＣａ的共形不变守恒流。对于中心对称共形引力场，其物理意义是质荷守恒。     

高导数引力理论宇宙动力学方程

利用高导数引力理论研究宇宙的演化。在Friedmann宇宙模型中，由高导数场方程导出宇宙动力学方程。此方程为宇宙标度因子关于时间的三阶非线性微分方程，并由能量-动量守恒及物态方程导出能量密度和宇宙标度因子的关系，最后比较了高导数引力理论动力学方程和标准动力学方程。     

原初典型星系的形成、演化及大尺度天体层次结构和演化的基本规律

本文应用相对论性牛顿万有引力定律和非黎曼几何的传统力学分析方法,对当代天体物理中大尺度天体一系列根本性问题,作了较系统全面的探索研究：（1）导出了原初典型星系的起源、形成和生死循环演化的基本规律．揭示了类星体、活动星系核现象和类星体反常红移未解之迷．证明了星系核中均都存在一超级不稳定黑洞．（2）导出了大尺度层次天体的基本特征和层次攀升演化的一系列基本规律．并对此系列唯象规律,作了相对论力学分析的理论证明．导出了星系分布中存在的”星系长城”、“星系空洞”和”星系分布红移周期性”等可观测天文现象．由此证明了总星系中质元星系非均匀和各向异性的分布规律．（3）导出了由排斥起主导作用形成的第二类引力黑洞：双饱和稳定临界黑洞（总星系M’S4）．揭示了星系红移和类星体特大红移之迷．（4）证明了相对论性牛顿万有引力是一种力程λG=R＇54的远程饱和有程力．（5）定量导出了总星系中潜藏的“场暗质星”和发不出光的“非场暗质量”,证明了“场暗质量”高度均匀和各向同性的分布规律．（6）导出了宇宙的“双饱和稳定临界黑洞理想气体分子结构模型”,导出了质量无限,尺度无边、没有中心、没有始终、永恒运动的无限宇宙．     

万有引力场是虚数场

采用虚数场描述万有引力场,其场能密度是负实数,满足能量守恒定律.