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论万有斥力及暗能量
杨毓
(中国矿业大学(北京)文法学院英语08级)
摘要 近年来的观测结果已表明暗能量确实存在。暗能量到底是什么?其实就是万有斥力。万有斥力定律是这样的:自然界中任何两个或两组运动中的物体之间,相互排斥,会产生斥力。斥力的大小与物体的质量和速度的乘积成正比,与物体之间的距离的某次方成反比(这里先设其为3次方)。同万有引力一样,万有斥力也是宇宙中普遍存在的一种力。在万有斥力的作用下,宇宙加速膨胀。
关键词 暗能量万有斥力斥力的方向五种基本力
The UniversalRepulsion and Dark Energy
Yang Yu
(English Major, Grade 08,School of Humanityand Law,ChinaUniversity of Miningand Technology Beijing)
Abstract The observations in recent years haveproved that dark energy exists indeed。 So what is dark energy? Actually, dark energy is universalrepulsion。 The law of universal repulsionis like this: any two objects or two groups of objects which are both movingproduce a repulsion force to each other in the nature。 The size of repulsion is proportional tothe product of the mass and the speed, and is inversely proportional to acertain powder of the distance。 (It is supposed to be the third powder。) As the universal gravity, the universalrepulsion exists prevalently in the universe。 Under the action of universal repulsion, the universe acceleratesto expand。
Keywords dark energy, universal repulsion, thedirection of repulsion, five fundamental forces
1 引言
20世纪90年代中期,美国的两个超新星研究小组对一批高红移的Ⅰa型超新星做了仔细测量,结果表明我们的宇宙是一个平直宇宙,而且现在宇宙在加速膨胀。宇宙的加速膨胀表明宇宙中存在着暗能量。
在物理宇宙学中,暗能量是一种充溢空间的、增加宇宙膨胀速度的难以察觉的能量形式。[1]自从暗能量被发现以来,它就一直被笼罩着一层神秘的色彩。最近几年,暗能量问题已经成为现代宇宙学中最活跃最重要的研究领域之一。目前,对暗能量的理论解释主要有以下几种:1、观测数据的其他解释。寻找其他机制能够解释Ⅰa型超新星的亮度比原来预期的要暗,如灰色尘埃、光子轴子转换、光度演化等。2、引力理论的修改。人们怀疑暗能量意味着广义相对论在宇宙尺度上是否同样有效,应对其进行修改。3、动力学暗能量。在暗能量研究中,很多模型属于这一类,暗能量是由动力学场提供的。4、宇宙的不均匀性。5、宇宙学常数。[2]
2 万有斥力定律
暗能量是具有负压强的能量。按照相对论,这种负压强在长距离类似于一种反引力。“反引力”?那换个词来讲,不妨管它叫做:斥力。
提到斥力,那大家很快就会想到万有引力。万有引力定律是这样的:自然界中任何两个物体都相互吸引,引力方向在它们质点的连线上,该引力大小与它们质量的乘积成正比与它们距离的平方成反比,与两物体的化学组成和其间介质种类无关。[3]万有引力的公式是这样的: 。其中G是指引力常量。
宇宙现在的状态是在加速膨胀。导致宇宙膨胀的原因被称为暗能量。现在,不妨说宇宙膨胀是由于斥力。那么,这斥力是怎么来的呢?好好的两个天体之间,怎么会互相排斥呢?是由于它们都在不停地运动吗?让我们大胆地想,两个运动的物体之间,会产生互相排斥的力。
于是,我们得到万有斥力定律:自然界中任何两个或两组运动中的物体之间,相互排斥,会产生斥力。举一个不太恰当的例子:就像平静的水面上漂浮的两个转动的实心球,它们总是越转越远。斥力的大小与物体的质量和速度的乘积成正比,与物体之间的距离的某次方成反比(这里先设其为3次方)。斥力大小与物体运动的方向无关。两个物体的运动方向相同还是相反,对产生的斥力大小没有影响。但物体自转轴的方向可能会影响斥力的方向。
可以先得出斥力猜想公式:
两个物体的系统:
两组物体的系统:

着里的h指可能存在的斥力常量,距离的几次方还没办法定下来,可能是3次方。第二个公式指两组运动中的物体。比如两个太阳系,除最中间只有自转的天体外,每个天体既有自转也有公转,所以其中的速度v必须是自转速度加上所有的公转速度。
但这里面还有一个问题:斥力的方向如何?
关于斥力方向,在简单的两个物体的系统中,若两个物体的自转轴在空间上平行,那斥力的方向应该在两个物体质点的连线上,并各自向外。若两个物体的自转轴成角度,那斥力的方向又如何?这里给出两种可能。可能一:同自转轴平行的情况相同,在两个物体质点的连线上,各自向外;可能二:在过质点与各自自转轴成直角的线上,两个物体各自受一个向外的斥力,各自受的斥力也成角度。若是两组物体的系统,要先判断各自系统内的自转轴。每个系统的自转轴取决于最大质量物体或其中绝大多数天体的自转轴方向。一般每个系统都有可以大致统一的自转轴。譬如太阳系,包括太阳在内的绝大多数星体都自西向东自转或公转。判断出来之后,斥力方向便与两个物体的方向类似,套用即可。当然也不排除斥力的方向还有其他可能性。(见图一)
自转轴平行
自转轴成角度
可能1
可能2
图一 斥力的方向
我们不妨管这斥力叫做万有斥力。那么,自然界中的四种基本力,现在又多了一个万有斥力。成了五种基本力:万有引力、万有斥力、电磁力、强力、弱力。
3 结语
一直困惑人们的暗能量,终于被揭开了神秘的面纱。
同万有引力一样,万有斥力也是宇宙中普遍存在的一种力。所以,我们必须抛弃之前错误的模型,比如真空能量、宇宙常数、标量场或引力理论的修改。暗能量本质是万有斥力,不是物质,是一种我们之前并未发现的力。那么,若非要给暗能量计算密度的话,它肯定是恒定不变的。另外,根据万有斥力的方向看,这也符合了一个观测事实:在实际的宇宙中,星系不仅仅直接相互离开,它们还有一些斜向速度。万有引力和万有斥力共同作用于天体,使天体之间不易发生碰撞,并使天体均匀分布,于是宇宙在大尺度上,便是均匀的。
在宇宙中,每个天体都在不停地运动,自转、公转,从万有斥力的成因及猜想公式来看,天体中产生的斥力要比引力大很多。而且,在宇宙中,不断地有新的天体、星系形成,一旦形成,这些新的天体便会与周围的天体产生斥力。这也就不难解释暗能量的存在和宇宙的加速膨胀了。
21世纪初科学最大的谜是暗物质和暗能量。如今暗能量的谜已被解开,我们回过头来仔细看看,似乎也不是那么复杂。有时候,困难并不像想象的那么大,只要怀着对科学的热爱、一颗好奇心和爱琢磨的韧劲,谜题总会一个个被解开。这也应了屈原那句话:路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。
参考文献
[1]百度百科 暗能量http://baike。baidu。com/link?url=bpZ7tFRX4hXl6uraKYuoC_IRvY_U8AvdBgeDFg3UwQMKXoOLVqNznIcJIeajzuwmx_XHRKzkOgCPprwPr5Wnva
[2]韦浩，蔡荣根。科技导报，2005,12:28
Wei Hao, Cai Ronggen。 Science & TechnologyReview, 2005, 12:28 (in Chinese)
[3]百度百科万有引力http://baike。baidu。com/view/955。htm?fromtitle=%E4%B8%87%E6%9C%89%E5%BC%95%E5%8A%9B&fromid=6284&type=syn