统一场论对相对论质速关系的证明不够严谨吗?
2023-01-12 20:22:25
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作者张祥前交流微信18714815159

本人在1985年夏天去一个高度发达的外星球旅行了一个月时间,不但了解了他们的日常生活情况,还掌握了他们许多超前的科学技术,以及与宇宙核心秘密有关的方程。

特别是他们的人工场扫描技术,可以取代我们地球上的电能,是电的升级产品,一旦被我们社会所重视,立即可以引起人类天翻地覆的变化。人类将迅速的进入光速、虚拟时代。

由于精力有限,我现在集中力量在网上宣传外星人的统一场论理论【百度统一场论6版可以搜到】和他们的人工场扫描技术,期望运气好,能够引起社会的重视,早日开发人工场扫描技术,造福人类。

最近,有网友说我的《统一场论》中证明相对论质速关系不够严谨。这篇文章来谈一谈这个问题。

相对论认为,物体的质量m随着物体的运动速度v的增大而增大,满足以下关系:

m’= m√(1- v²/c²)

m’是物体静止时候的质量,c是光速。

以上就是相对论著名的质速光速,这个关系很重要,因为大名鼎鼎的相对论质能关系就是从这个质速关系里面推导出来的。

相对论推导出质速关系,是利用了相对论速度变换公式和动量守恒。相对论中推导质速关系是不够严谨的,饱受诟病。

我们来看看统一场论是如何推导出质速关系的。

统一场论的基本假设为:

宇宙中任何一个物体o点,相对于我们观察者静止的时候,周围空间总是以矢量光速C【C的方向可以变化,C的模为标量光速c,c不能变化】、以圆柱状螺旋式向外发散运动。

在统一场论中,物体o点的质量m,表示了o点周围4π立体角度内以光速发散运动空间位移的条数。

o点在周围产生的引力场A,表示了穿过包围o点的高斯球面s,以光速发散运动的空间位移的条数。

统一场论的引力场和质量定义方程为:

设想有一个质点o相对于我们观测者静止,周围空间中任意一个空间点p【为了描述空间本身的运动,我们把空间分割成许多小块,每一个小块叫空间点】,在零时刻以矢量光速度C从o点出发,沿某一个方向运动,经历了时间t,在t'时刻到达p后来所在的位置。

我们让点o处于直角坐标系xyz的原点,由o点指向p点的矢径R由前面的时空同一化方程R = C t = x i+ y j + zk给出:

R是空间位置x,y,z和时间t的函数,随x,y,z,t的变化而变化,记为:

R = R(x,y,z,t)。

我们以R = Ct中R的标量长度r为半径,作高斯球面s = 4πr²【在普遍情况下,高斯球面可以不是一个正球面,但是,球面是连续的、不能有破洞】包围质点o。

我们把高斯球面s = 4πr²均匀的分割成许多小块,我们选择p点所在的一小块矢量面元ΔS【ΔS方向我们用N来表示,其数量为曲面Δs】我们考察发现Δs上有Δn条类似于p的空间点的位移矢量垂直的穿过。

注意:高斯球面s的半径也可以不等于R的标量长度,我们设定是相等的,好处是使考察点p恰巧落在高斯球面s上。

这样,o点在空间p处产生的引力场A【数量为a】:

a = kΔn/Δs

k为常数,上式给出的引力场定义简单明了,但过于粗糙,不能把引力场矢量性质表现出来,也没有把以矢量光速运动的空间位移R带进式子中去。

为了达到以上目的,我们重点考察p点周围情况。p点的矢量位移R = Ct垂直的穿过ΔS,普遍情况下,矢量位移R = Ct可以不是垂直的穿过ΔS,可以和矢量面元ΔS的法方向N有一个夹角θ。

在o点相对于我们观察者静止,o点周围空间的运动是均匀的,没有那个方向是特殊的,而且,我们使用的高斯球面是一个正圆球面,在这些条件限制下,矢量R = Ct才是垂直穿过矢量面元ΔS。

这样,o点在周围空间p点处产生的引力场A【矢量形式】可以写为:

A =- kΔn[R/r]/Δs

注意,A和由o点指向空间点p的位矢R方向相反。

设想o点周围有n条类似于R的空间位移矢量,以o点为中心,呈辐射状分布,但是,任意两条的方向都不一样。

n乘以R = nR的物理意义表示n条空间位移的方向都是一样的,叠加在一起。

所以,当以上的R为矢量,只有Δn等于1的情况下,才具有物理意义。但是,我们要注意nr【r是R的数量】中,当n是大于1的整数,仍然具有意义。

所以有式:

A = - kΔn[R/r]/Δs = - k[R/r]/Δs

上式中为什么用R的单位矢量R/r,而不是直接用矢量R?

是因为我们在高斯球面s上只能考察矢量R的方向和条数,而不能考察矢量R的长度,所以Δn R/Δs这个式子是没有物理意义的。

如果R不完全是垂直穿过矢量面元ΔS【数量为Δs】,和矢量面元的方向N具有一个角度θ,当空间点的位移R的条数n设定为1的时候,以上方程也可以用矢量点乘公式来表示。

A·ΔS = a Δs cosθ = kΔn

上式中a是引力场A的数量。

引力场A 是由大小和方向余弦两个量决定的。

大小是指光速运动空间位移R在高斯球面s上分布的密度(1/Δs)。

1/Δs或者Δn/Δs是含两个自变量的函数,随Δn和Δs变化而变化。

方向余弦是ΔS的法方向N和R的夹角θ的余弦,也就是cosθ。

方向余弦cosθ是只含一个自变量的函数,这个函数随θ变化而变化。

式a = kΔn/s和A = - kΔn[R/r]/Δs这两个式子的物理意义告诉我们,高斯球面s=4πr²其中一小块矢量面元ΔS上,垂直穿过空间矢量位移R【R = Ct】的密度反映了该处的引力场强度。

我们将式A = - k Δn[R/r]/Δs中的Δs用立体角Ω和高斯球面的半径r来表示,也就是Δs = Ωr²。

A = - kΔn[R/r]/ Ωr² = - k ΔnR/Ω r³

图片

上图中,我们将高斯球面中的一小块矢量面元Δs用ds表示。则:

ds = rdθ r sinθdφ = r²dθ sinθdφ = r²dΩ

质量的本质是什么?质量和引力场是什么关系?

由于质量的概念起源于牛顿力学,我们把以上统一场论引力场定义方程和牛顿力学的引力场方程A = - g m R/r³相比较,可以得出物体o点的质量定义方程应该是:

m =(k/g)Δn/Ω

微分式为:

m =(k/g) dn /dΩ

由于空间可以无限分割,所以,以上的n的微分,也就是dn 有意义的。

以上的g是万有引力常数。对上式右边环绕积分,积分区域在0和4π之间,则:

m =(k/g)∮dn / ∮dΩ =(k/g) n /4π

上式的物理意义是;

o点的质量m表示周围立体角4π内分布有n条空间位移矢量R = ct。

以上m =(k/g)dn /dΩ是质量的几何形式定义方程,我们一旦知道了质量的本质,就可以对牛顿力学中的引力场方程A = - g m R/r³做出解释。

按照牛顿力学,我们地球【用o点表示,我们观察者站在地球上】上空一个卫星【用p点表示】,由o点指向p点的位置矢量【间称位矢】用R【数量为r】表示。

则o点在p点处产生的引力场A = - g m R/r³, 表示在以半径为r的高斯球面s = 4πr²上,分割了一小块矢量面元ΔS,ΔS上穿过了1条矢量R ,并且,R和A方向相反。ΔS的数量Δs的倒数反映了引力场的大小,ΔS的反方向就是引力场的方向。

我们需要注意的是,统一场论的引力场方程,反映了某一个瞬间的情况,只是在某一个时刻才成立。

对统一场论的引力场A = - k Δn R/Ω r³求旋度,在Δn和Ω是常数的情况下,结果为零:

▽×A =0

对引力场A = - k Δn R/Ω r³求散度,在Δn和Ω是常数【也就是质量为常数】的情况下,结果也为零:

▽·A = 0

但在r趋近于零、o点可以看成一个无限小的球体的情况下,式子出现了0/0的情况,利用狄拉克函数,可以得到:

▽·A = (g/k)u

g/k是常数,u是物体o的密度。

统一场论给出的引力场定义方程的旋度和散度,和牛顿力学给出的引力场的散度、旋度是一致的。

统一场论的动量公式为:

1,静止动量公式。

统一场论的基本假设为:

宇宙中任何一个物体o点,相对于我们观察者静止的时候,周围空间总是以矢量光速、以圆柱状螺旋式向外发散运动。

设想有一个质点o相对于我们观测者静止,周围空间中任意一个空间点p,在零时刻从o点出发,以矢量光速度C’沿某一个方向运动,经历了时间t’,在t”时刻到达p点后来所在的位置。

设想质点o其周围空间总共有n条空间点的矢量位移R’= C’t’,我们在o点周围取一个立体角△Ω,里面包含△ n = 1条空间矢量位移R = C’t’

L = (k/g)△ n R’/△Ω = (k/g) R’/△Ω可以反映出o点周围局部地区的空间的运动量。

式中的k是比例常数,g是万有引力常数。

将L =(k/g) △ n R’/△Ω中R’对时间t’求导数,可以反映出o点局部地区的运动空间随时间t’的运动程度。

dL /dt’ = (k/g) △ n (dR’/dt’)/△Ω = (k/g)△ n C’/△Ω

利用质量的定义方程m = (k/g) △n / △Ω,

可以把上式改写为统一场论的静止动量公式:

P静 = m ’C’

这里改为m’为o点静止时候的质量,是为了区分将要出现的运动质量m ,C’是为了区分将要出现的C。

o点的静止动量反映了o点周围空间的运动程度。

我们要认识到,o点的静止动量是周围的空间点p的运动位移量R’随立体角度Ω、时间t’的变化的变化程度,不随空间点p和o点之间距离的变化而变化。

所以,我们测量一个物体o点静止动量的大小,不需要考虑o点与周围空间中一个考察点p之间距离。

当o点运动的时候,运动动量情况也是类似的。

2,运动动量公式

设想s系相对于s’系以匀速度V沿x轴直线运动。

以上的o点相对于s’系观察者静止的时候,具有静止动量m’C’。

前面我们分析过,当o点相对于我们以速度V运动的时候,质量和矢量光速都要发生变化。

在s系里,静止质量m’变成了运动质量m,静止时候周围空间点p的矢量光速C’变成了运动矢量光速C。C和C’方向不一样,但模是一样的,都是c。

在s系里,运动动量是不是就可以写成m C ?

明显不行,因为C是o点周围空间点p相对于s系中观察者的速度,不是相对于o点的运动速度。

在s’系里,观察者和o点是相对静止的,p点相对于o点的速度和相对于观察者的速度没有区别。

但是,在s系里是有区别的,因为观察者和o点是在相对运动。

在s系里,C是p点相对于o点的运动速度【我们用U表示】和V的叠加,也就是C = U+V。

所以,p点相对于o点的运动速度:

U = C-V

所以,运动动量可以写为:

P动 = mU = m(C-V)

相对论力学、牛顿力学认为物体周围空间的光速运动不存在,也就是C = 0,所以,牛顿力学、相对论的动量方程是

P动 = m V

也可以说,相对论、牛顿力学的动量mV,只是统一场论动量公式P动 = m(C-V)中mC变化的时候的一个变化量。

统一场论动量公式只是把牛顿、相对论动量公式扩展了,包含了物体静止时候周围空间的矢量光速运动。没有完全否定相对论、牛顿力学动量公式。

3,物体运动时候的动量和静止时候的数量是相等的

将运动动量公式P动 = m(C–V)两边对自身点乘,结果为:

p² = m²(c ²– 2C·V + v²)

p = m√(c ²– 2C·V + v²)

我们应该合理地认为,物体静止时候的静止动量的数量m’c,和运动时候的运动动量的数量m√(c ²– 2C·V + v²)应该是相等的,不同的只是方向。所以,应该有:

m’c = m√(c ²– 2C·V + v²)

当物体的运动速度V接近于光速C,也就是2C·V≈2 v²,明显能够引起质量变化的时候,上式可以近似的表示为:

m’c = m√(c ²–v²)

两边除以标量光速c,得:

m’= m√(1–v²/c²)

这个式子大家是不是很眼熟?不错,它就是大名鼎鼎的相对论质速公式。

原来物体以速度V运动的时候,质量m的增大,是以减少本来的周围运动空间的光速C为代价的,动量总的数量仍然是守恒的。

这个就是把动量守恒范围扩大到不同的参考系中,也就是相互运动的观察者,测量同一个物体的动量,总的数量是不变的。

我们再用(C–V)的分量形式来分析式m’c = m√(c ²– 2C·V + v²)。

(C–V)的三个分量是(Cx–Vx),(Cy–Vy),(Cz–Vz),令(C–V)的数量为u,则:

u =√[(Cx–Vx)²+(Cy–Vy)²+(Cz–Vz)²]

=√(Cx²+Cy²+Cz²+Vx²+Vy²+Vz²- 2C·V)

=√(c²+ v ²- 2C·V)

情况是相同的。

对m’= m√(1 - v²/c²)两边同时乘以标量光速可以得到相对论的能量方程:

能量 = m’c² = mc²√(1 - v²/c²)

以上证明相对论质速关系,也是不严格的,用到了近似公式。如果用质量的定义公式直接求出质量和速度关系,会是什么结果?

相对论用动量守恒和相对论速度变换公式,可以导出相对论质速关系----质量随物体运动速度增大而增大。

相对论又用质速关系推导出相对论质能方程,所以,质速关系很重要。下面我们用质量的定义方程直接来导出质速关系。

设想一个质量为m’的质点o,一直静止在s’系的坐标原点o’上。

s系相对于s’系以匀速度V【标量为v】沿x轴正方向运动,并且s系的x轴和s’系的x’轴相互重合。

在s系里的观察者看来o点的质量为m,我们用以上的质量几何定义方程(g/k) m∮dΩ =∮dn来求出V和m、m’之间满足的数学关系。

当o点运动的时候,我们应该合理的认为,不会引起空间点矢量位移R的条数n的变化,只是有可能引起立体角度Ω的变化,所以,我们只要求出运动速度V和Ω之间满足的关系,就可以求出m’和m之间的关系。

立体角Ω的定义为:

在以o点为球心、半径r = 1的球面s上,分割一小块Δs,以Δs为底面,以o点为顶点,构成一个圆锥体h,则Δs等于圆锥体h的立体角。

图片

锥体h的立体角Ω大小为椎体的底面积Δs与球的半径r平方之比,当Δs无限的小,变成了ds,有:

dΩ = ds/r²

当r = 1时候,上式变成了dΩ = ds。

以上是用椎体的底面积来定义立体角,现在我们把以上的立体角定义推广,用椎体的体积来定义立体角。

在以o点为球心、半径r = 1的球面s上,分割一小块Δs,以Δs为底面,以o点为顶点,构成一个圆锥体h,则圆椎体h的体积Δv等于圆锥体h的立体角。

圆锥体h的立体角Ω大小为椎体的体积Δv与球的半径r立方之比,当Δv无限的小,变成了dv,有:

dΩ = dv/r³

当r = 1时候,上式变成了dΩ = dv。

有了以上的准备知识,我们来考虑以上的o点在s’系里,静止时候质量

m’ = (k/g)∮dn/∮dΩ’

我们用一个半径为1的单位球体积dv’替代上式中的dΩ’,

m’ = (k/g)∮dn/∮dv’

相应的在s系里,o点以速度V运动的时候,质量

m = (k/g)∮dn/∮dv

注意,n在s’系和s系里是一样的,也就是o点的运动速度V不能改变几何点位移的条数n。

我们只要求出dv’= dx’dy’dz’和dv = dx dy dz之间的关系,就可以求出m和 m’之间的关系。

根据相对论中的洛伦茨正变换【我们默认了我在静系,也就是在s系里,所以,用到了洛伦茨正变换】:

x’ = (x - vt )/[√(1- v²/c²)]

y’ = y

z’ = z

t’ = (t - v x/c²)/[√(1- v²/c²)]

得出微分式:

dx’ = dx/[√(1- v²/c²)]

dy’ = dy

dz’ = dz

由此得出:

m’ = (k/g)∮dn/∮dv’ = (k/g)∮dn/∮dx’dy’dz’

m = (k/g)∮dn/∮dv = (k/g)∮dn/∮dxdydz

由∮dx’dy’dz’ = ∮dxdydz/[√(1- v²/c²)]

可以导出:

m’= m√(1- v²/c²)

当o点以速度V运动的时候,质量增大了一个相对论因子√(1- v²/c²),这个结果和相对论是一致的。

统一场论这种利用质量定义导出的质量和速度关系,仍然是不严谨的。

按照统一场论的质量定义方程,以一个半径为为1 的高斯球面包围物体,质量的大小可以用这个球面面积s来表示,当这个物体以速度v运动的时候,这个球面沿运动方向缩短了一个相对论因子√(1 - v²/c²),变成了椭球面,面积缩小,导致质量增大,但是,人类目前没有精确的椭球面方程,所以,统一场论不能直接导出相对论质速关系。

当然,统一场论从散度概念出发,有可能获得一个简洁的质速关系推导过程。这个目前仍然在探索中。

张祥前主要作品

《果克星球奇遇》

图片

又名《安徽农民一个月外星见闻》

《统一场论6版》

《宇宙的核心秘密》

《揭秘万有引力的本质》

《揭秘时间、空间的本质之谜》

《时间的物理定义》

《揭秘电荷、电磁场的本质》

《揭秘外星人飞碟之谜》

《介绍外星球》

《宇宙中只有一个我吗》

《揭秘人的生死之谜》

《人死亡时候的感受》

《为什么人死亡时间能够回忆出生时候的感受》

《人痛苦的根源》

《介绍人的前世爱情》

《最新科学理论证明生命轮回的真实性》

《揭秘预言家预言之谜》

《揭秘人的生死、轮回、意识、灵魂之谜》

《宗教和科学》

《我们都是农民》

《一眼看透中国人的本质》

《国家起源之谜》

《张祥前外星球旅行语音分享》

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