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[转载]用物体与微粒子的动量交换解释万有引力定律: physics100 2012-10-9 14:37; 万有引力定律已经获得了广泛的应用,但两个物体之间是如何吸引的,一直是物理学界的一个迷。引力子、万有斥力、亚光子海洋等假说,都存在缺陷,都没有圆满地解释引力的来源。假设:(1)空间中分布着以一定速度做类似分子热运动的微粒子;(2)物体在微观结构上是不连续的,组成物体的粒子之间有空隙,可以让部分微粒子穿过;(3)微粒子传给物体的动量与物体的质量成正比。用物体与微粒子的动量交换说比较好地解释了"万有引力"的来源和计算公式;"万有引力"是物体与微粒子的动量交换在两物体连心线上产生相互靠近的力的一种等效表达;"万有引力"系数G仅对地球附近天体精确;两物体间的"万有引力"与它们之间的中介物质有关;不存在引力子。 http://dlib.cnki.net/kns50/detail.aspx?dbname=CJFD2011filename=XBKJ201128000; 25 次阅读|0 个评论

认识宇宙（之四）用观测事实和实验证据验证“C宇宙模型”: 池顺良 2010-8-11 09:11; 戴文赛先生的信.doc 认识宇宙（之四）用观测事实和实验证据验证 C 宇宙模型 0. 前言 C 宇宙模型是一个物理图像简单而又清楚的模型。但要 C 宇宙模型被接受，需要有更多观测事实和实验证据的支持。膨胀和膨胀加速已被观测到。但至今未观测到存在反物质星系。也没有正物质与反物质间牛顿相互作用相斥的实验证据。后两项证据上能否取得进展将决定 C 宇宙模型的命运。 1. 宇宙中反物质的搜寻宇宙中有没有反物质组成的天体，不是理论分析能解决的问题，只能通过观测来回答。从微观上看，粒子和反粒子的电磁作用和强作用性质相同，我们限于观测天体的电磁辐射是无法区别天体由物质或反物质组成。中微子和反中微子能带来区分正反物质的信息，但今天我们还难以接受远处天体的中微子辐射。最后，我们只能依靠粒子与反粒子湮灭发出的特征性的伽玛射线来识别。银河系空间充满稀薄的星际气体，还有宇宙射线粒子在飞行。它们不与任何一个恒星湮灭而发出特征性的伽玛射线，表明银河系内没有反物质星体。这样的观察已经延伸到本星系群范围，因此天文学家已能肯定，在我们周围几千万到上亿光年范围内没有反物质星系。在一些理论家看来，上亿光年范围内没有反物质星系，几乎等于肯定了全宇宙没有反物质星系。理由是如果宇宙中正反物质是等量的，按粒子物理学已经知道的相互作用，它们是没有可能作大尺度分离的。这样的结论似乎早了些。按粒子物理学已经知道的相互作用，它们是没有可能作大尺度分离的。的判断是建立在支配宇观世界运动的相互作用是万有引力的认识基础上的。如果这种相互作用不只是万有引力，还有异种物质相斥的万有斥力，情况就会完全不同了。在同性相吸异性相斥的相互作用下，正反物质各自聚合成巨大的正反物质团，异种物质团相互排斥而远离，即正反物质团的分离是必然会发生的。从巡天观察结果看，超星系团以下各级结构的空间分布是不均匀的，但总星系内各超星系团的分布是均匀的。因此，在我们所能观测到的宇宙中，正反物质世界的基本组成单元很可能是超星系团。超星系团的尺度达到数亿光年。这就是说，反物质星系离我们的距离有数亿光年。在这样远的地方少量的宇宙线粒子与异种物质发生湮灭，由于它的信号太弱而没有被发现是不能排除的。我们发现湮灭作用的灵敏度能否达到这样远的距离还有问题。由于正反星系间强大的万有斥力，正反星系间不会发生碰撞和湮灭。寻找宇宙中的反物质仍是挑战性的课题。 1998 年发射上天的谱仪（ AMS ）的重要目的就是寻找远处的反物质天体。只要 AMS 探测到一例反氦核就将是远处有反物质星系存在的有力证据。宇宙学理论就将发生翻天覆地的大变化。让我们耐心等待观察结果吧。 2. 吴永汉、倪光炯老师也主张修改万有引力定律在牛顿宇宙中，存在齐利格引力矛盾。在爱因斯坦宇宙中，爱氏在方程中人为加进宇宙项，以抗衡引力；之后又放弃宇宙项，承认是个错误； 1998 年天文观测发现宇宙膨胀不是减速而是加速后，宇宙项又被捡起。如此反复，根源均在这是个只以吸引为基础的物质理论，而无与之相当的排斥之故。如果我们认为物质世界的层次是不可穷尽的，牛顿相互作用必须在更大范围内有自身完全抵消的可能。就是说，牛顿相互作用应该和库仑相互作用类似，既有吸引又有与之相当的排斥。即牛顿万有引力定律 F （ r ）＝－ G m 1 m 2 ∕ r 2 （ 1 ）应该推广为 F （ r ）＝ G m 1 m 2 ∕ r 2 （ 2 ）其中负号适用于 m 1 与 m 2 都是物质或都是反物质的情形，而正号则适用于不同物质之间的情形。这就是说，正反物质之间是斥力而非引力。在这个既有吸引又有与之相当的排斥的物质体系中，宇宙（实则是总星系）将从一团包含正反物质的物质团开始，逐渐分离和缓慢地加速膨胀。这样的推广在物理上有根据吗？ 2001 年，云南大学吴永汉、张中明、翟应田老师在云南大学学报上发表万有斥力和正反物质世界的对称性一文，提出了总星系由相等数量正反物质构成。并提出同类物质相吸、异类物质相斥的看法。文章进一步谈到，在较小范围内存在高能量密度的大量高能光子辐射产生大量正反粒子对时。如果正反原子或分子物质之间都同样是万有引力，正反原子或分子物质的产生与湮没几率相同，正反物质的混沌状态将会长时间持续下去。同性吸引、异性相斥导致正反原子或分子间碰撞几率发生变化。同类原子或分子之间因吸引就稍微容易碰撞并聚集，异类原子或分子之间因斥力就稍微不容易碰撞并分离。同类物质聚集成团的质量越大，异类物质因斥力就愈加彼此分开，碰撞湮没的几率就越小。经过漫长时间的演变，最终形成了我们宇宙中一些区域是正物质组成的星系，而另一些区域是反物质组成的星系。因正、反星系间巨大的斥力致使碰撞湮没的几率降低得很小很小。由此提出如下假设：假设 1. 在我们所能观测到的宇宙中正反物质的数量是对称的。假设 2. 正物质与反物质的引力质量是相反的，即同类物质之间是万有引力；异类物质之间是万有斥力。上述假设与传统的万有引力概念相去甚远，但以前在我们这个正物质世界中总结出的几乎所有物理规律都是成立的。在反物质世界也是类似情况。但在研究我们观察的整个宇宙的结构和演化时，就必须考虑正反物质的万有引力和万有斥力在整个宇宙中同时存在所造成的影响。文章指出，超星系团以下各级结构的空间分布是不均匀的，但总星系内各超星系团的分布基本上是均匀的。因此，文章认为在我们所能观测到的宇宙中，正反物质世界的基本组成单元是超星系团。文章还提出了一个检验万有斥力的实验方案。复旦大学倪光炯老师在他 2003 年出版的《高等量子力学》一书中有一节反引力和宇宙学。他根据量子力学原理认为正反物质间不是万有引力而是万有斥力。将万有引力定律推广到包含正、反物质的体系，成为由式（ 2 ）表示的同性相吸、异性相斥的广义牛顿相互作用定律。并从量子力学角度讨论了宇宙中的反物质，认为宇宙中的物质和反物质的数量应该相等。书中谈到：通常认为目前宇宙中正、反物质之比高达 10 8 ： 1 ，可能起源于微小的 CP 不守恒。我们不相信这种说法我们宁可相信整个宇宙的正粒子数目等于反粒子数目。这样我们便懂得目前宇宙在整体上的平坦性（由最近对宇宙微波背景辐射的起伏作精密测量而证明）是由于两个因素：一是由正反粒子间斥力触发的膨涨，二是膨涨后宇宙的一大部分范围内正反物质的密度近于相等。因在宇宙很大一部分区域中的物质密度接近于反物质密度，由此可见，在正反物质共存的情况下，广义相对论中所谓的等效原理一定不能成立。因此，爱因斯坦方程不再适于描述这个宇宙。在这样的宇宙中，由于正反物质的对称性以及引力与斥力同时存在，不会有所谓的齐利格佯謬。万有引力和万有斥力一起同时作用，同类物质团越聚越大，斥力又驱使异种物质团分离，使宇宙加速膨胀，并自动调节大区域物质密度的均匀性。一个包含正反物质，万有引力和万有斥力同时作用的宇宙将显得更加对称。 3. 异种物质相斥的实验验证物质与反物质间究竟是万有引力或是万有斥力，只有反物质在地球重力场中行为的实验可以给出最终结论。 1991 年，朱棣文制成原子干涉重力仪。表明测量低速中性原子的重力加速度可达到很高精度。用中性的反氢原子作落体，应该可以得出反物质在地球重力场中究竟是下落还是上升，即正反物质间是吸引还是排斥的实验结论。关键是实验验证。一千篇文章也比不过一个有确实结论的实验结果。物理学家手中现在已经有了反氢原子，也有了控制这些中性原子的技术。中国的原子物理学家有能力先作出实验结果吗？如果实验结果支持物质与反物质间是万有斥力，那么即使还没有能够观测到反物质星系， C 宇宙模型就能成为宇宙学的一个资用假说。若 AMS 探测到一例反氦核事例，证明宇宙中存在反物质， C 宇宙模型就能发展为宇宙学的新理论。反之，若中性的反氢原子在地球重力场中与正物质一样下落， C 宇宙模型就被否定。参考文献：俞允强，热大爆炸宇宙学，北京大学出版社， 2010 年， 99 ～ 111. 吴永汉、张中明、翟应田，万有斥力和正反物质世界的对称性，云南大学学报， 2001,23(1) ： 27 ～ 31. 倪光炯、陈苏卿，高等量子力学，复旦大学出版社， 2003,417 ～ 421.; 个人分类: 宇宙学|5593 次阅读|6 个评论

认识宇宙（之四）用观测事实和实验证据验证“C宇宙模型”: 池顺良 2010-8-11 08:58; 认识宇宙（之四）用观测事实和实验证据验证 C 宇宙模型 0. 前言 C 宇宙模型是一个物理图像简单而又清楚的模型。但要 C 宇宙模型被接受，需要有更多观测事实和实验证据的支持。膨胀和膨胀加速已被观测到。但至今未观测到存在反物质星系。也没有正物质与反物质间牛顿相互作用相斥的实验证据。后两项证据上能否取得进展将决定 C 宇宙模型的命运。 1. 宇宙中反物质的搜寻宇宙中有没有反物质组成的天体，不是理论分析能解决的问题，只能通过观测来回答。从微观上看，粒子和反粒子的电磁作用和强作用性质相同，我们限于观测天体的电磁辐射是无法区别天体由物质或反物质组成。中微子和反中微子能带来区分正反物质的信息，但今天我们还难以接受远处天体的中微子辐射。最后，我们只能依靠粒子与反粒子湮灭发出的特征性的伽玛射线来识别。银河系空间充满稀薄的星际气体，还有宇宙射线粒子在飞行。它们不与任何一个恒星湮灭而发出特征性的伽玛射线，表明银河系内没有反物质星体。这样的观察已经延伸到本星系群范围，因此天文学家已能肯定，在我们周围几千万到上亿光年范围内没有反物质星系。在一些理论家看来，上亿光年范围内没有反物质星系，几乎等于肯定了全宇宙没有反物质星系。理由是如果宇宙中正反物质是等量的，按粒子物理学已经知道的相互作用，它们是没有可能作大尺度分离的。这样的结论似乎早了些。按粒子物理学已经知道的相互作用，它们是没有可能作大尺度分离的。的判断是建立在支配宇观世界运动的相互作用是万有引力的认识基础上的。如果这种相互作用不只是万有引力，还有异种物质相斥的万有斥力，情况就会完全不同了。在同性相吸异性相斥的相互作用下，正反物质各自聚合成巨大的正反物质团，异种物质团相互排斥而远离，即正反物质团的分离是必然会发生的。从巡天观察结果看，超星系团以下各级结构的空间分布是不均匀的，但总星系内各超星系团的分布是均匀的。因此，在我们所能观测到的宇宙中，正反物质世界的基本组成单元很可能是超星系团。超星系团的尺度达到数亿光年。这就是说，反物质星系离我们的距离有数亿光年。在这样远的地方少量的宇宙线粒子与异种物质发生湮灭，由于它的信号太弱而没有被发现是不能排除的。我们发现湮灭作用的灵敏度能否达到这样远的距离还有问题。由于正反星系间强大的万有斥力，正反星系间不会发生碰撞和湮灭。寻找宇宙中的反物质仍是挑战性的课题。 1998 年发射上天的谱仪（ AMS ）的重要目的就是寻找远处的反物质天体。只要 AMS 探测到一例反氦核就将是远处有反物质星系存在的有力证据。宇宙学理论就将发生翻天覆地的大变化。让我们耐心等待观察结果吧。 2. 吴永汉、倪光炯老师也主张修改万有引力定律在牛顿宇宙中，存在齐利格引力矛盾。在爱因斯坦宇宙中，爱氏在方程中人为加进宇宙项，以抗衡引力；之后又放弃宇宙项，承认是个错误； 1998 年天文观测发现宇宙膨胀不是减速而是加速后，宇宙项又被捡起。如此反复，根源均在这是个只以吸引为基础的物质理论，而无与之相当的排斥之故。如果我们认为物质世界的层次是不可穷尽的，牛顿相互作用必须在更大范围内有自身完全抵消的可能。就是说，牛顿相互作用应该和库仑相互作用类似，既有吸引又有与之相当的排斥。即牛顿万有引力定律 F （ r ）＝－ G m 1 m 2 ∕ r 2 （ 1 ）应该推广为 F （ r ）＝ G m 1 m 2 ∕ r 2 （ 2 ）其中负号适用于 m 1 与 m 2 都是物质或都是反物质的情形，而正号则适用于不同物质之间的情形。这就是说，正反物质之间是斥力而非引力。在这个既有吸引又有与之相当的排斥的物质体系中，宇宙（实则是总星系）将从一团包含正反物质的物质团开始，逐渐分离和缓慢地加速膨胀。这样的推广在物理上有根据吗？ 2001 年，云南大学吴永汉、张中明、翟应田老师在云南大学学报上发表万有斥力和正反物质世界的对称性一文，提出了总星系由相等数量正反物质构成。并提出同类物质相吸、异类物质相斥的看法。文章进一步谈到，在较小范围内存在高能量密度的大量高能光子辐射产生大量正反粒子对时。如果正反原子或分子物质之间都同样是万有引力，正反原子或分子物质的产生与湮没几率相同，正反物质的混沌状态将会长时间持续下去。同性吸引、异性相斥导致正反原子或分子间碰撞几率发生变化。同类原子或分子之间因吸引就稍微容易碰撞并聚集，异类原子或分子之间因斥力就稍微不容易碰撞并分离。同类物质聚集成团的质量越大，异类物质因斥力就愈加彼此分开，碰撞湮没的几率就越小。经过漫长时间的演变，最终形成了我们宇宙中一些区域是正物质组成的星系，而另一些区域是反物质组成的星系。因正、反星系间巨大的斥力致使碰撞湮没的几率降低得很小很小。由此提出如下假设：假设 1. 在我们所能观测到的宇宙中正反物质的数量是对称的。假设 2. 正物质与反物质的引力质量是相反的，即同类物质之间是万有引力；异类物质之间是万有斥力。上述假设与传统的万有引力概念相去甚远，但以前在我们这个正物质世界中总结出的几乎所有物理规律都是成立的。在反物质世界也是类似情况。但在研究我们观察的整个宇宙的结构和演化时，就必须考虑正反物质的万有引力和万有斥力在整个宇宙中同时存在所造成的影响。文章指出，超星系团以下各级结构的空间分布是不均匀的，但总星系内各超星系团的分布基本上是均匀的。因此，文章认为在我们所能观测到的宇宙中，正反物质世界的基本组成单元是超星系团。文章还提出了一个检验万有斥力的实验方案。复旦大学倪光炯老师在他 2003 年出版的《高等量子力学》一书中有一节反引力和宇宙学。他根据量子力学原理认为正反物质间不是万有引力而是万有斥力。将万有引力定律推广到包含正、反物质的体系，成为由式（ 2 ）表示的同性相吸、异性相斥的广义牛顿相互作用定律。并从量子力学角度讨论了宇宙中的反物质，认为宇宙中的物质和反物质的数量应该相等。书中谈到：通常认为目前宇宙中正、反物质之比高达 10 8 ： 1 ，可能起源于微小的 CP 不守恒。我们不相信这种说法我们宁可相信整个宇宙的正粒子数目等于反粒子数目。这样我们便懂得目前宇宙在整体上的平坦性（由最近对宇宙微波背景辐射的起伏作精密测量而证明）是由于两个因素：一是由正反粒子间斥力触发的膨涨，二是膨涨后宇宙的一大部分范围内正反物质的密度近于相等。因在宇宙很大一部分区域中的物质密度接近于反物质密度，由此可见，在正反物质共存的情况下，广义相对论中所谓的等效原理一定不能成立。因此，爱因斯坦方程不再适于描述这个宇宙。在这样的宇宙中，由于正反物质的对称性以及引力与斥力同时存在，不会有所谓的齐利格佯謬。万有引力和万有斥力一起同时作用，同类物质团越聚越大，斥力又驱使异种物质团分离，使宇宙加速膨胀，并自动调节大区域物质密度的均匀性。一个包含正反物质，万有引力和万有斥力同时作用的宇宙将显得更加对称。 3. 异种物质相斥的实验验证物质与反物质间究竟是万有引力或是万有斥力，只有反物质在地球重力场中行为的实验可以给出最终结论。 1991 年，朱棣文制成原子干涉重力仪。表明测量低速中性原子的重力加速度可达到很高精度。用中性的反氢原子作落体，应该可以得出反物质在地球重力场中究竟是下落还是上升，即正反物质间是吸引还是排斥的实验结论。关键是实验验证。一千篇文章也比不过一个有确实结论的实验结果。物理学家手中现在已经有了反氢原子，也有了控制这些中性原子的技术。中国的原子物理学家有能力先作出实验结果吗？如果实验结果支持物质与反物质间是万有斥力，那么即使还没有能够观测到反物质星系， C 宇宙模型就能成为宇宙学的一个资用假说。若 AMS 探测到一例反氦核事例，证明宇宙中存在反物质， C 宇宙模型就能发展为宇宙学的新理论。反之，若中性的反氢原子在地球重力场中与正物质一样下落， C 宇宙模型就被否定。参考文献：俞允强，热大爆炸宇宙学，北京大学出版社， 2010 年， 99 ～ 111. 吴永汉、张中明、翟应田，万有斥力和正反物质世界的对称性，云南大学学报， 2001,23(1) ： 27 ～ 31. 倪光炯、陈苏卿，高等量子力学，复旦大学出版社， 2003,417 ～ 421.; 个人分类: 宇宙学|8 次阅读|0 个评论

认识宇宙（之四）用观测事实和实验证据验证“C宇宙模型”: 池顺良 2010-8-11 08:42; 认识宇宙（之四）用观测事实和实验证据验证 C 宇宙模型 0. 前言 C 宇宙模型是一个物理图像简单而又清楚的模型。但要 C 宇宙模型被接受，需要有更多观测事实和实验证据的支持。膨胀和膨胀加速已被观测到。但至今未观测到存在反物质星系。也没有正物质与反物质间牛顿相互作用相斥的实验证据。后两项证据上能否取得进展将决定 C 宇宙模型的命运。 1. 宇宙中反物质的搜寻宇宙中有没有反物质组成的天体，不是理论分析能解决的问题，只能通过观测来回答。从微观上看，粒子和反粒子的电磁作用和强作用性质相同，我们限于观测天体的电磁辐射是无法区别天体由物质或反物质组成。中微子和反中微子能带来区分正反物质的信息，但今天我们还难以接受远处天体的中微子辐射。最后，我们只能依靠粒子与反粒子湮灭发出的特征性的伽玛射线来识别。银河系空间充满稀薄的星际气体，还有宇宙射线粒子在飞行。它们不与任何一个恒星湮灭而发出特征性的伽玛射线，表明银河系内没有反物质星体。这样的观察已经延伸到本星系群范围，因此天文学家已能肯定，在我们周围几千万到上亿光年范围内没有反物质星系。在一些理论家看来，上亿光年范围内没有反物质星系，几乎等于肯定了全宇宙没有反物质星系。理由是如果宇宙中正反物质是等量的，按粒子物理学已经知道的相互作用，它们是没有可能作大尺度分离的。这样的结论似乎早了些。按粒子物理学已经知道的相互作用，它们是没有可能作大尺度分离的。的判断是建立在支配宇观世界运动的相互作用是万有引力的认识基础上的。如果这种相互作用不只是万有引力，还有异种物质相斥的万有斥力，情况就会完全不同了。在同性相吸异性相斥的相互作用下，正反物质各自聚合成巨大的正反物质团，异种物质团相互排斥而远离，即正反物质团的分离是必然会发生的。从巡天观察结果看，超星系团以下各级结构的空间分布是不均匀的，但总星系内各超星系团的分布是均匀的。因此，在我们所能观测到的宇宙中，正反物质世界的基本组成单元很可能是超星系团。超星系团的尺度达到数亿光年。这就是说，反物质星系离我们的距离有数亿光年。在这样远的地方少量的宇宙线粒子与异种物质发生湮灭，由于它的信号太弱而没有被发现是不能排除的。我们发现湮灭作用的灵敏度能否达到这样远的距离还有问题。由于正反星系间强大的万有斥力，正反星系间不会发生碰撞和湮灭。寻找宇宙中的反物质仍是挑战性的课题。 1998 年发射上天的谱仪（ AMS ）的重要目的就是寻找远处的反物质天体。只要 AMS 探测到一例反氦核就将是远处有反物质星系存在的有力证据。宇宙学理论就将发生翻天覆地的大变化。让我们耐心等待观察结果吧。 2. 吴永汉、倪光炯老师也主张修改万有引力定律在牛顿宇宙中，存在齐利格引力矛盾。在爱因斯坦宇宙中，爱氏在方程中人为加进宇宙项，以抗衡引力；之后又放弃宇宙项，承认是个错误； 1998 年天文观测发现宇宙膨胀不是减速而是加速后，宇宙项又被捡起。如此反复，根源均在这是个只以吸引为基础的物质理论，而无与之相当的排斥之故。如果我们认为物质世界的层次是不可穷尽的，牛顿相互作用必须在更大范围内有自身完全抵消的可能。就是说，牛顿相互作用应该和库仑相互作用类似，既有吸引又有与之相当的排斥。即牛顿万有引力定律 F （ r ）＝－ G m 1 m 2 ∕ r 2 （ 1 ）应该推广为 F （ r ）＝ G m 1 m 2 ∕ r 2 （ 2 ）其中负号适用于 m 1 与 m 2 都是物质或都是反物质的情形，而正号则适用于不同物质之间的情形。这就是说，正反物质之间是斥力而非引力。在这个既有吸引又有与之相当的排斥的物质体系中，宇宙（实则是总星系）将从一团包含正反物质的物质团开始，逐渐分离和缓慢地加速膨胀。这样的推广在物理上有根据吗？ 2001 年，云南大学吴永汉、张中明、翟应田老师在云南大学学报上发表万有斥力和正反物质世界的对称性一文，提出了总星系由相等数量正反物质构成。并提出同类物质相吸、异类物质相斥的看法。文章进一步谈到，在较小范围内存在高能量密度的大量高能光子辐射产生大量正反粒子对时。如果正反原子或分子物质之间都同样是万有引力，正反原子或分子物质的产生与湮没几率相同，正反物质的混沌状态将会长时间持续下去。同性吸引、异性相斥导致正反原子或分子间碰撞几率发生变化。同类原子或分子之间因吸引就稍微容易碰撞并聚集，异类原子或分子之间因斥力就稍微不容易碰撞并分离。同类物质聚集成团的质量越大，异类物质因斥力就愈加彼此分开，碰撞湮没的几率就越小。经过漫长时间的演变，最终形成了我们宇宙中一些区域是正物质组成的星系，而另一些区域是反物质组成的星系。因正、反星系间巨大的斥力致使碰撞湮没的几率降低得很小很小。由此提出如下假设：假设 1. 在我们所能观测到的宇宙中正反物质的数量是对称的。假设 2. 正物质与反物质的引力质量是相反的，即同类物质之间是万有引力；异类物质之间是万有斥力。上述假设与传统的万有引力概念相去甚远，但以前在我们这个正物质世界中总结出的几乎所有物理规律都是成立的。在反物质世界也是类似情况。但在研究我们观察的整个宇宙的结构和演化时，就必须考虑正反物质的万有引力和万有斥力在整个宇宙中同时存在所造成的影响。文章指出，超星系团以下各级结构的空间分布是不均匀的，但总星系内各超星系团的分布基本上是均匀的。因此，文章认为在我们所能观测到的宇宙中，正反物质世界的基本组成单元是超星系团。文章还提出了一个检验万有斥力的实验方案。复旦大学倪光炯老师在他 2003 年出版的《高等量子力学》一书中有一节反引力和宇宙学。他根据量子力学原理认为正反物质间不是万有引力而是万有斥力。将万有引力定律推广到包含正、反物质的体系，成为由式（ 2 ）表示的同性相吸、异性相斥的广义牛顿相互作用定律。并从量子力学角度讨论了宇宙中的反物质，认为宇宙中的物质和反物质的数量应该相等。书中谈到：通常认为目前宇宙中正、反物质之比高达 10 8 ： 1 ，可能起源于微小的 CP 不守恒。我们不相信这种说法我们宁可相信整个宇宙的正粒子数目等于反粒子数目。这样我们便懂得目前宇宙在整体上的平坦性（由最近对宇宙微波背景辐射的起伏作精密测量而证明）是由于两个因素：一是由正反粒子间斥力触发的膨涨，二是膨涨后宇宙的一大部分范围内正反物质的密度近于相等。因在宇宙很大一部分区域中的物质密度接近于反物质密度，由此可见，在正反物质共存的情况下，广义相对论中所谓的等效原理一定不能成立。因此，爱因斯坦方程不再适于描述这个宇宙。在这样的宇宙中，由于正反物质的对称性以及引力与斥力同时存在，不会有所谓的齐利格佯謬。万有引力和万有斥力一起同时作用，同类物质团越聚越大，斥力又驱使异种物质团分离，使宇宙加速膨胀，并自动调节大区域物质密度的均匀性。一个包含正反物质，万有引力和万有斥力同时作用的宇宙将显得更加对称。 3. 异种物质相斥的实验验证物质与反物质间究竟是万有引力或是万有斥力，只有反物质在地球重力场中行为的实验可以给出最终结论。 1991 年，朱棣文制成原子干涉重力仪。表明测量低速中性原子的重力加速度可达到很高精度。用中性的反氢原子作落体，应该可以得出反物质在地球重力场中究竟是下落还是上升，即正反物质间是吸引还是排斥的实验结论。关键是实验验证。一千篇文章也比不过一个有确实结论的实验结果。物理学家手中现在已经有了反氢原子，也有了控制这些中性原子的技术。中国的原子物理学家有能力先作出实验结果吗？如果实验结果支持物质与反物质间是万有斥力，那么即使还没有能够观测到反物质星系， C 宇宙模型就能成为宇宙学的一个资用假说。若 AMS 探测到一例反氦核事例，证明宇宙中存在反物质， C 宇宙模型就能发展为宇宙学的新理论。反之，若中性的反氢原子在地球重力场中与正物质一样下落， C 宇宙模型就被否定。参考文献：俞允强，热大爆炸宇宙学，北京大学出版社， 2010 年， 99 ～ 111. 吴永汉、张中明、翟应田，万有斥力和正反物质世界的对称性，云南大学学报， 2001,23(1) ： 27 ～ 31. 倪光炯、陈苏卿，高等量子力学，复旦大学出版社， 2003,417 ～ 421.; 个人分类: 宇宙学|8 次阅读|0 个评论

认识宇宙（之三）没有初始“大爆炸”，无须“暴涨”和“暗能量”的宇宙: 池顺良 2010-8-10 15:51; 认识宇宙（之三）没有初始大爆炸，无须暴涨和暗能量的宇宙 0. 前言 C 宇宙模型的物理图像简单而又清楚。在这个模型中，总星系膨胀及加速膨胀的原因就是存在异性相斥的牛顿相互作用。 C 宇宙模型无须求助于必然导致时间起点、物质密度无穷大的初始大爆炸。也无须引入神秘又无法观测证实的暴涨。也没有暗能量的地位，因为我们知道加速膨胀的原因。这个模型没有时间起点，有足够的时间容纳恒星及星系的演化，不存在年龄矛盾。 1. C 宇宙模型不从一点中爆炸诞生标准宇宙学模型推断宇宙从一点中爆炸产生。在宇宙诞生时刻其能量密度和温度都无穷大。物理上无法接受无穷大，不少人对这一图景很难接受。标准宇宙学模型是个减速膨胀的宇宙模型，将演化曲线沿时间轴回溯，必定会与时间轴相交（参见上篇博文图 1. 之曲线 2 ，此时宇宙半径 R=0 ）。这样的宇宙从一点中爆炸产生是不可避免的，因此无法避免这种无穷大困境。造成这种困境的原因究竟是什么？困境来自这是一个只以吸引为基础的物质理论，而无与之相当的排斥之故。―― 真正的物质理论应当给予排斥和吸引同样重要的地位，只以吸引为基础的物质理论是错误的，片面的，不充分的。发现宇宙膨胀加速是观测宇宙学的重大发现，宇宙演化图景必将由此发生重大变化。其意义不亚于发现微波背景辐射。 C 宇宙模型是个加速膨胀的宇宙模型，将演化曲线沿时间轴回溯，膨胀速率越来越小，演化曲线可能逐渐变得与时间轴平行（参见上篇博文图 1. 之曲线 1 ），因而并非必定与时间轴相交。这时的早期宇宙相当于一团具有有限半径的气体团。不会再有宇宙从一点中创生的结论。宇宙演化图景成为：宇宙中有这样一团具有半径 R 的气体物质团，缓慢地开始膨胀并逐渐加速，直到形成目前的形态。陈方培老师在宇宙大爆炸在理论上的缺点和问题的博文中也讨论了如何说明宇宙大爆炸不可能存在：因为只有 da 2 /dt 2 0 ，宇宙才会从物质密度、温度和时空曲率都处于无穷大的状态开始膨胀，宇宙大爆炸才有理论根据。而现在发现 da 2 /dt 2 0 而不是 da 2 /dt 2 0 ，因此，宇宙大爆炸就不可能存在了。 C 模型是个既有吸引又有与之相当的排斥的物质系统，从一团包含正反物质的物质团开始，逐渐分离和缓慢地加速膨胀。它的宇宙半径演化曲线与时间轴不相交，没有从一点中诞生的问题。 2. C 宇宙模型无时间起点，有足够时间容纳恒星及星系演化标准宇宙学存在时间起点（此时的宇宙半径＝ 0 ），宇宙年龄就是从时间起点算到现在的时间。而 C 宇宙模型不存在时间起点，无所谓宇宙年龄。从开始膨胀至今经过的时间也要远大于标准宇宙模型的宇宙年龄。标准宇宙学多次出现宇宙年龄小于恒星年龄的年龄矛盾。不断修改各项参数，年龄矛盾才得到缓解。但孙子比爷爷老的年龄矛盾仍不断出现。 C 宇宙模型有足够时间容纳恒星及星系演化，不存在年龄矛盾。 3. C 宇宙模型无须经历暴涨微波背景辐射观测到宇宙整体上超视界的均匀性。为解释这种均匀性于是用猜测性的暴涨理论来解释超视界均匀性。宇宙视界的大小是随时间增大的。对于没有时间起点的 C 宇宙模型，宇宙整体上超视界均匀性疑难不再存在。时间无起点加上空间的平直性就意味着视界疑难和平直性疑难不存在。暴涨不再是必要的。在 C 宇宙模型中，宇宙整体上的均匀性更多地是因为支配这一级宇宙运动的同性相吸，异性相斥的作用力具有自动调节大区域物质密度使其均匀的特性。 4. C 宇宙模型就像正负离子组成的晶体，会有等间隔结构在现有的标准宇宙模型中，确实无法理解超星系团分布的周期性现象。但在包含正反物质，万有引力和万有斥力同时作用的 C 宇宙模型中，正反物质世界的基本组成单元（正、反超星系团），就像正负离子组成晶体那样的周期性等间距分布则是必然要发生的。 128Mpc 相当于 4.17 亿光年。反物质星系与我们距离的尺度要以亿光年计！怪不得难以寻觅到反物质。从一团正反粒子混合的气体团到正反物质在万有斥力下分离，形成亿光年尺度的正、反超星系团，所需时间恐怕要以千亿年为单位了。 5. C 宇宙模型能容纳氦丰度和微波背景辐射宇宙中的氦丰度和微波背景辐射是大爆炸宇宙学的两个重要支柱。 C 模型能容纳这两个观测证据吗？陈方培老师在能否建立一个既符合观测事实又不存在大爆炸的宇宙模型 ? 一文中讨论了这个问题。陈方培老师认为，对于宇宙中的氦丰度，一个寿命足够长的新宇宙模型，不用宇宙初期的氦合成，氦丰度也可能达到观测到的丰度。早在 1950 年代，有些宇宙学者曾主张，宇宙中的氦主要是在各恒星内部合成然而详细的计算表明，宇宙中观测到的氦丰度难以于 10 10 年之中在各恒星内部合成。 10 10 年是根据大爆炸宇宙模型所算出的宇宙目前的大致寿命。对新的宇宙模型来说，宇宙至今已经历了无穷长的时间，氦在各恒星内部合成有着足够的时间。因此，主张宇宙中的氦主要是在各恒星内部合成的观点也有可能是对的。大爆炸宇宙模型把微波辐射背景解释为宇宙早期光子退耦的遗迹。陈方培老师认为，除这一解释之外，微波辐射背景是可能有其它解释的。背景微波是由宇宙演化中产生的光子（包括创生光子和从原子等粒子辐射出的光子）逐渐累积而成，经过不断的碰撞，最后将趋于热平衡状态。由于新模型时间没有起点，极早时刻与当今时刻可以相隔很长时间。这样，大部分光子气有足够时间，通过碰撞而达到热平衡状态。因此，不用大爆炸遗迹，而用另外的原因来解释微波辐射背景之可能性是存在的。 C 宇宙模型既然也能符合氦丰度和微波背景辐射，模型是否能够成立有赖两项基本假设－存在反物质星系与正反物质间相斥－获得观察与实验的支持了。参考文献：恩格斯，自然辩证法，曹葆华、于光远、谢宁译，人民出版社。 1955. 陈方培，宇宙大爆炸在理论上的缺点和问题。 http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=217228 陈方培，能否建立一个既符合观测事实又不存在大爆炸的宇宙模型 ? http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=50914; 个人分类: 宇宙学|4700 次阅读|1 个评论

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