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.     

f(R)引力理论中水星进动方程求解

f(R)引力理论是对爱因斯坦引力理论进行修正的最热门理论之一,水星进动是对引力理论考察的经典方式.通过四维速度的归一化条件,得到特定f(R)引力的运动方程,并对方程各项进行数量级估计,再对该方程做各种简化处理,最后由计算机编程求出数值解.结果表明,由f(R)引力理论水星进动方程给出的进动值与实验观测值相吻合.     

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。     

爱因斯坦相对论在微观和宇宙范围内的应用

介绍了狭义相对论及其与量子力学的结合预言正电子的存在,广义相对论以及用此理论解释牛顿理论无法解释的水星近日点进动、光谱引力红移和太阳引力场对星光的弯曲.     

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。     

太阳扁率对水星近日点进动的贡献

水星近日点进动,光线在引力场中偏折以及引力红移等天文观察的结果一贯被认为是对爱因斯坦广义相对的强有力的支持。但Dicke和Goldeaberg于1966年测得太阳具有较大的扁率[3]。若承认这一观察结果,将使爱因斯坦的理论计算结果产生8%的误差,从而支持了由     

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。     

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.     

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。     

形式守恒量在物理学中的应用

作者通过摩擦谐振子的能量 ,说明了在物理学中形式守恒量的意义 .然后 ,根据经典引力场中守恒的龙格 -楞次 (Runge -Lense)矢量对斯瓦兹西德场为形式守恒量 ,用牛顿引力势的相对论修正项讨论了水星近日点进动 .最后 ,导出了带电粒子在假设的磁单极子场中作非有心力稳定运动的守恒矢量 ,并讨论了该矢量因电磁辐射而成为形式守恒量后对运动轨道的影响 .     

爱因斯坦相对论的根本性修正——光速可变的相对论力学(下)

本文从多方面证明爱因斯坦的光速不变假设和洛伦兹的长度收缩假设不成立,基于这两个假设的洛伦兹变换不能赋予麦克斯威电磁场方程及电磁波方程以不变性,不能解释多普勒效应和先行差,不能给出动体的质能当量关系,爱因斯坦力学的动质量公式与动能公式不自洽.他的广义相对论不能解释水星近日点进动.作者立足于相对性原理,不需要其他任何假设,建立了新的相对论.新理论证明:同时性是普适的;光速可变,光速不是速度的极限;多普勒效应、红移和光行差都是光速变化引起的;光子有静质量.新理论还能精确地证明动体的质能当量关系及惯性质量与引力质量等效,并揭示惯性场与引力场的广义对应.新的相对论力学可以准确计算光线经过太阳表面的偏转及水星近日点进动.从而用力学诠释取代了爱因斯坦关于质量使时空扭曲的几何诠释,并消除了他的广义相对论与狭义相对论之间的矛盾.     

爱因斯坦相对论的根本性修正——光速可变的相对论力学(上)

本文从多方面证明爱因斯坦的光速不变假设和洛伦茨的长度收缩假设不成立,基于这两个假设的洛伦茨变换不能赋予麦克斯威电磁场方程及电磁波方程以不变性,不能解释多普勒效应和光行差,不能给出动体的质能当量关系,爱因斯坦力学的动质量公式与动能公式不自洽.他的广义相对论不能解释水星近日点进动.作者立足于相对性原理,不需要其他任何假设,建立了新的相对论.新理论证明:同时性是普适的;光速可变,光速不是速度的极限;多普勒效应、红移和光行差都是光速变化引起的;光子有静质量.新理论还能精确地证明动体的质能当量关系及惯性质量与引力质量等效,并揭示惯性场与引力场的广义对应.新的相对论力学可以准确计算光线经过太阳表面的偏转及水星近日点进动,从而用力学诠释取代了爱因斯坦关于质量使时空扭曲的几何诠释,并消除了他的广义相对论与狭义相对论之间的矛盾.     

行星运动轨道方程与水星的近日点进动问题——基于牛顿引力理论与相对论动力学理论

为了深入探讨万有引力的性质，在经典的牛顿万有引力理论的基础之上，结合相对论动力学理论与等效原理，对牛顿的万有引力理论进行了适当推广，提出了一种修正的牛顿引力方程，然后利用推广的牛顿万有引力理论推导出行星运动的轨道方程与行星在近日点进动率的一般公式，且以水星近日点进动为例，验证了该推广的合理性.     

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。     

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.     

Born-regulated理论中的光线偏转

根据爱因斯坦的引力场理论,当光线通过引力场时受到引力的作用而发生偏转.对光线在引力场中偏转的研究有助于解决引力透镜问题,对研究宇宙中的暗能量也是有意义的.根据Born-regulated引力理论的时空度规来研究光线偏折.推导Born-regulated理论中的光线偏转角为Δφ≈4Mrmin-4Mrmin49k2βr6min.很明显,结果显示当β→0和k→0时,Δφ→4Mrmin,这正是由爱因斯坦理论推导出的结果,说明当参量β→0和k→0时,Born-regulated理论回到爱因斯坦的广义相对论.     

变质量相对运动力学系统Nielsen方程的Noether守恒量

研究变质量相对运动力学系统Nielsen方程的Noether守恒量.在群的无限小变换下,给出变质量相对运动力学系统Nielsen方程Noether对称性的定义及Noether对称性的判据;进而得到与变质量相对运动力学系统Nielsen方程Noether对称性相应的Noether守恒量.举例说明结果的应用.     

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。     

球对称弱引力场中Dirdc方程的非相对论近似及其能级

本文在球对称引力源的弱场近似中,写出Dirac方程,继之导出了它的非相对论近似的薛定谔方程。对出现在哈密顿量中的各项的物理意义作了讨论。特别由此可得到基本粒子自旋在引力场中的进动公式。最后还求出相应于哈密顿量的束缚态能级,表明在所设的近似条件下与氢原子的精细结构十分相似。     

单极化态线性引力波场中Proca光的频移

光在引力场中传播时,频率将会发生改变,但通常考虑光的引力红移时,却没有涉及到光子的静质量.从"重"电磁波的Proca方程出发,研究了线性引力波场中Proca光的频移.数值计算结果表明:若考虑光子的静质量,其频移效应将产生一个微小的修正(附加频移),但在目前的实验条件下不会产生可以观测的效应.