引力波是什么样的(挠场波与引力波)

由于涉及面太大与深刻度太陡,故答文写的看起来比较长,其实很短。

引力波是什么样的(挠场波与引力波)图1

▲三种不同的波:蓝色的代表机械波,黄色的代电磁波,粉色的代表引力波。

有比较才有鉴别。要弄清引力波,先要弄清波的本质、定义与分类。

引力波是什么样的(挠场波与引力波)图2

不用说引力波,即使是机械波与电磁波,科学界也有很多困惑,此事还得从头说起。

本文,不只是试图解释引力波,更重要的是解释机械波与电磁波。重点有三:

①波的本质或共性,是波源激发的场效应;所有波,都必须有场作为传播中介。

②三种不同机制的波:机械波、电磁波与引力波;机械波是大量激元的接力传播。

③波与流是不同物态:波的相邻激元只在本地震荡,流的相邻成员皆作全程旅行。

1 引力波的提出与研究进展

提出「引力波」乃至「引力子」的概念,原本是爱因斯坦广义相对论的一个猜想。

据称,引力波已被双子合并之超剧震荡得以证实,常见万有引力波因极弱而无法证实。

引力波是什么样的(挠场波与引力波)图3

▲2016年LIGO检测双子合并得到引力波的频率响应:合并前为f₀=50赫兹,合并后为f=500赫兹。

不过,引力子之模型与验证,迄今依然无法证实,按理说,有引力波就必有引力子。

就好比,有电磁波就有光子。引力子在标准模型尚无合法身份,这是逻辑上的困惑。

然而,就 @物理新视野 看来,引力子与光子等所有玻色子,都只是虚构的虚粒子。不是严格意义上可独立存在的真粒子。

2 机械波的本质,是相邻电子通过激发场效应的电磁波传递震源动能的物质波

给「波」下一个精准的定义,不是一件简单的事。需要对各种波的动力学特征,进行分析、归纳与抽象,找出隐藏在背后的本质。

2.1 机械波的本质或共同特征

严格讲,机械波的命名并不恰如其分。机械波不全是用机械设备震荡所产生的波。

自然原因也可产生水波、风波、脑波、地震波、超声波、声波、次声波。

引力波是什么样的(挠场波与引力波)图4

▲不管什么波,基本样式,有如这「一石激起千层浪」,石头相当于「波源」,水相当于「介质」或载体(carrier),石头的震荡挤压附近的水,激发出水波,石头的震荡动能就被水波承载,变成「水波辐射能」,而沿着一圈圈的波阵面传向远方。

可见,机械波的共同特征是物质或介质的波动。水波是水分子簇的涌动,风波是空气分子的涌动,地震波是地壳分子的涌动。

因此,「机械波」改称「物质波」反倒是名副其实,但这不是那个德布鲁伊物质波。

2.2 机械波的传播机制

水波,属于分子物质波

表面上,在波源例如船舶螺旋桨的策动下,一个个相邻的水分子在上下震荡,把螺旋桨的旋转动能,依次接力碰撞传送到远方。

逻辑上,水分子之间并不是裸接触的,因为根据泡利不相容原理,分子内部的核外电子之间不可能直接碰撞。

本质上,核外电子加速震荡,挤压附近的真空场,激发出电磁波(即场效应),电磁波再作用到相邻分子的核外电子。即:水波是通过电磁波传播的,但传播速度取决于电子震荡速度。

风波,属于分子物质波

看起来,在波源例如飞机螺旋桨的策动下,一个个相邻的空气分子左右震荡,把螺旋桨的旋转动能,依次接力碰撞传送到远方。

本质上,空气分子之间相距较远,分子内部的核外电子,不可能直接碰撞,也是通过先挤压附近真空场激发电磁波(即场效应),再作用到相邻分子的核外电子上。

钢波,属于原子物质波

表面上,在波源例如有人敲钢管的策动下,相邻金属原子震荡,把策动动能,依次接力碰撞传递到远方。

本质上,原子晶体之间的核外电子,也不可能直接碰撞,而是通过核外电子加速运动,激发电磁辐射,再作用到相邻核外电子。

电流,属于电子物质波

电流,其实是在电池库仑力策动下,通过导体中核外电子激发的电磁波,把电池电势能,依次接力传递到电路另一端。

可见,电流的正确命名,应该叫电子波。因为导体的每个电子,只在原地做偏转性震荡,而不是像自来水管道的水流。

不过,电流的速度,只取决于核外电子绕核震荡的速度,大约在v=αc附近。

2.3 机械波的定义与激元

机械波是通过相邻粒子所含的核外电子运动激发场效应的电磁波,把策动源的动能以依次接力的方式向远方的物质波。

这里,可以把作为「次级震源」的大量相邻粒子,命名为「激元(exciton)」。

激元,顾名思义,是激发场效应的基本单元,例如分子激元、原子激元、电子激元。不管哪种激元,归根结底,都是电子激元。

激元有三个重要特征:

特征1:激元与激元不‘紧挨着,而是隔着不同距离的场。激元与激发光子的关系是:

初级波源→光子→激元→光子→激元→…

特征2:激元只在本地(in place)震荡,包括上下/左右震荡制造横波,前后震荡制造纵波。激元本身不会随波做长途旅行。

特征3:激元是群体性的。单个激元不可能激发机械波,只能激发电磁波或引力波。

作为移动波源的单电子切向运动,挤压前方真空场或切割所在磁场,进而激发电磁波。

作为移动波源的单个导弹的切向运动(抛物线),挤压前方真空场而激发电磁波。

作为移动波源的单身地球,绕日做切向运动,挤压前方真空场而激发电磁波。

其实,每个天体与粒子总在运动,它们都是移动波源,时时刻刻都在挤压真空场。

2.4 机械波的五个细类

机械波在普通教科书被回避,是因为理论上有诸多困惑。单独的声学研究,提出机械波包括声学支与光学支两部分。

引力波是什么样的(挠场波与引力波)图5

▲波幅粗大的波节是机械波的激元,即所谓的「声学支」。波幅细小的波节电磁波的光子,即所谓的「光学支」或「场效应」。

所虚构的声子,其实就是通常虚构的光子。这已然间接承认了存在机械波的激元,激发场效应的基本事实。——这还在探索中。

基于笔者对机械波的定义与其所含激元的三个重要特征,机械波可做如下分类:

第1类:分子物质波,是以分子激元激发场效应为特征的物质波。项下再细分两种:

①凝聚态分子波,是发生在固体与液体内部的分子波,如地震波、桥震波、海啸波。

②分散态分子波,是发生在气体内部的分子波。如空气分子波,即上文所说的风波。

第2类:原子物质波,是原子激元激发场效应为特征的物质波。项下再细分两种:

③凝聚态原子波,是发生在晶体内部的原子波,例如钢轨波、钢管波。

④分散态原子波,是发生在原子气内部的原子波,如臭氧层原子波。钠原子气震荡波。

第3类:离子物质波,是发生在等离子态氛围中的离子波。例如,大气层之电离层氛围的离子波,地球辐射带等离子态的离子波。

第4类:电子物质波,也叫「电流波」,是发生在导体内部或核反应氛围的电子波。

第5类:电荷物质波,也叫「生物波」或「生物电」,是发生在细胞电荷簇之间的生物波。这部分是鲜为人知的处女地。

引力波是什么样的(挠场波与引力波)图6

▲细胞(cell)相当于生物电池(biocell),有特定电极电位的电荷簇构成。神经系统的运动是若干相邻电荷簇之间的电磁辐射传递,我把这称为「生物电的场效应」。

例如,动物发情时的生物电,电鳗应激的生物电,两性相遇应激的生物电,意淫应激的生物电,硬气功应激的生物电。

3 电磁波的本质,是波源所含电子伴随波源运动挤压附近真空场所激发的场效应。

本章先提出「电磁力·电磁场·电磁波」之间的共时关联,然后介绍电磁波的传播机制,最后给出电磁波的定义与分类。

引力波是什么样的(挠场波与引力波)图7

3.1 电磁力·电磁场·电磁波的共时关联

共时性(synchronism)是几个因素的互为因果或相互制约,与历时性(diachronism)是几个因素的前因后果或相互转换。

以原子光谱效应为例,说明「力·场·波」之间的共时关联。

核外电子(e⁻)与核电荷(Ze⁺)之间因电子绕核切割核子磁力线产生「电磁力」并在原子内外空间形成「电磁场」。与此同时,核外电子绕核有近核点到远核点的不同震荡速度,挤压了附近空间而激发「电磁波」。

电磁力与电磁场与电磁波,三者之间具有共时共存的关联机制。电磁力或电磁场提供的电势能与电子震荡动能(Ek)互为表述,并同时激发额外的电磁辐射能(Eγ)。

此时,该原子内空间与外空间的原子系统的总可变动能为:

E=Ek+Eγ=½m₀v²+hc/λ…(1)

Ek=½m₀v²=ke²/r=ξhc/λ…(2)

其中,ξ是电子切向运动的动能激发电磁波的场效应系数。m₀是电子质量常数,v是电子绕核的切向运动速度。

v∝1/λ,v的不同取值对应不同的光子波长,其集合就是原子光谱的超精细结构。

这里不涉及电子自旋所具有的固有势能,

Ep=m₀c²=0.511MeV…(3),

这部分能量属于引力子的固有势能。详见第4章的引力子部分。

3.2 电磁波的生产机制与传播机制

按「电子能级跃迁」理论:电子接收了外加能量(eU)会发生能级跃迁,当电子释放了eU,返回原有能级,同时释放一个光子。

3.2.1 电子能级跃迁假说有三个瑕疵

瑕疵1:电子是极其稳定的基元粒子,电子半径极小(r₀=0.77费米),固有的势能密度

ρ=m₀c²/4.2r₀³…(4)

=8.2×10⁻¹⁴÷(4.2×7.7³×10⁻⁴⁸)

=4.27×10³¹kg/m³

电子以光速自旋,其密度是宇宙一切存在形式的最高密度,不能再吸收能量。只要外加能量给电子,只能赋予电子动能。

电子是「饱和态」,不可压缩、不可插入。原子是「不饱和态」,可压缩可吸收。

瑕疵2:电子能级跃迁,即电子一下子蹦到高能级或坠到低能级,这是典型的超距作用论,违背了动力学的底线逻辑。

瑕疵3:电子能级跃迁,无法解释原子光谱的超精细结构现象。超精细结构,意味着有无数个电子能级或「主量子数(n)」。

3.2.2 单电子激发电磁波的过程

单电子激发光子是最基础的场效应模型。

以核外电子为例。电子绕核震荡,挤压其前方的真空场,场的内空间就会加速涌动。

以自由电子为例。自由电子运动,也要挤压前方真空场,或者说,切割自身自旋磁场的磁力线,进而激发电磁波。这与原子核无关,与能级跃迁之超距论无关。

3.2.3 大粒子激发电磁波的过程

卡西米尔效应表明:用一个机械波震源产生声波,作用到一个超薄的真空腔,该真空腔就会被激发出电磁波。

显然,这里不存在什么电子能级跃迁的作用环境。声波激元是大粒子,如空气分子。

这说明,不只是单电子可以激发电磁波,大质量粒子震源或激元,也会激发电磁波。

根据热力学第一定律,该分子激元的质量为m,相当于n个电子质量m₀,即m=nm₀,平均动能与场效应的关系式:

½mv²=½nm₀v²=nhc/λ…(5)

依然有:½m₀v²=hc/λ…(6)

这表明,只要有物体的运动,就会挤压前方的真空场,就会激发电磁波,其波长取决于大粒子激元的速度(v),即:

λ=2hc/m₀v²…(7)

3.3 电磁波的定义与分类

由于机械波也夹带电磁波,例如雷雨云运动导致雷电现象,我们既看到了闪电,说明有电磁波,也听到了雷声,说明有声波。

为了区别机械波,电磁波定义如下:

电磁波,是单一波源或单个激元的运动挤压了前方空间所激发的电磁辐射。该单一波源,要么是原地震荡的波源么是移动波源。

引力波是什么样的(挠场波与引力波)图8

▲这张表把电磁波与声波归在一起,比声波更长的生物电波,频率5~35Hz。

根据本定义,电磁波可作如下分类:

①超长波生物电波,波源如脑细胞震荡;

附注1:生物电,包括生物电波与生物电流。前者属于电磁波,后者属于机械波。

②长波段无线电波,波源为感容震荡器;

③中短波无线电波,同上;

④微波段无线电波,需特殊高频震荡器;

⑤红外波段电磁波,热力学装置即可;

⑥可见光谱电磁波,有燃烧反应即可;

⑦紫外线谱电磁波,需>6000℃高温;

⑧伦琴线谱电磁波,需如阴极射线管;

⑨伽玛线谱电磁波,需如回旋加速器。

附注2:生物电波、无线电波、可见光波,也是电磁波,只是习惯叫法不一样。

4 引力波本质是电子自旋产生南北极负压差,扰动了附近空间所激发的场效应。

现在我们可以进入正题。先探讨引力与真空场的关系;然后探讨引力来自电子自旋的叠加效应;最后探讨引力波方程。

4.1 引力与真空场的关系

在地球环境下,我们通过卡文迪许扭秤实验,得到万有引力定律的实验方程

F=Gm₁m₂/r²…(8)

至少在太阳系,在计算拉格朗日平衡点与洛希极限时,在航天航空各项工程的实际工作中,万有引力定律起着决定性的作用。

万有引力,简称「引力」,是两个天体之间固有的相互作用力。

虽然我们不知道引力借助什么介质作用到对方物体。但有四个确定无疑

其一,引力不可能是超距作用的,只能以特定介质作为载体传递到对方天体上。

其二,引力不可能是临时作用的,而是本来就在天体由近及远的真空里存在着。

其三,物体的引力是无处不在的,是不可能被消灭的,有物质不灭,就有引力不灭。

其四,引力与距离平方成反比,意味着,引力势能被吸收在物体外围的真空场之中。

进而意味着,真空场是引力的载体或介质。必须明确,真空有以下【七特性

①真空不空,真空不是虚无的几何空间;

②真空是场物质,只是不含亚原子而已;

③真空有质量与能量,只是密度低而已;

④天体外的真空有密度梯度,越远越低;

⑤低密度的真空场,吸收高能态的能量;

⑥所有的力·能·波,都要通过场来传播;

⑦质量乘积(m₁m₂)意味着内部电荷叠加。

广相三个要点与笔者的异议

广相要点1:天体质量引起时空弯曲;

异议:据称爱丁堡课题组发现「日食时光经过太阳附近发生弯曲可证实时空弯曲」。

其实,这是由于光遭遇太阳附近的较高密度的等离子体所发生的康普顿散射效应。

引力波是什么样的(挠场波与引力波)图9

▲康普顿散射效应:艾克斯射线与等离子体电子碰撞后,二者皆发生偏折,电子加速运动,光子降频红移。

好比,我们看镜与万花筒,看起来弯弯曲曲与繁花似锦,其实是光的偏折现象。

例1,在地球附近,日出晨光与灯光在真空中都是沿直线传播,除了水汽散射偏折。

引力波是什么样的(挠场波与引力波)图10

例2,大质量天体如脉冲星辐射光都是沿直线进入深太空,不走时空弯曲路径。

广相要点2:时空弯曲引起天体运动;

异议:天体运动,有「转动惯量」纬度分布差异,也有「引力场强」的远近差异。

但归根结底,是两个天体所含大量电荷之间库仑力因同斥异弱化的叠加效应。

广相要点3:引力不需要真空场承载。

异议:如果引力不需要真空场来承载,那么至少得出两个违背物理常理的悖论:

悖论1:引力是超距作用的,无独有偶,宇宙学红移是或空间膨胀是任意超光速的。

悖论2:真空场是不存在的,无独有偶,电磁辐射与引力辐射是不需要传播介质的。

引力波是什么样的(挠场波与引力波)图11

▲这里有两张脸,孰是孰非,可能都是悖论,可能只有一张图脸是真的。

4.2 引力·引力场·引力波的共时关联

如果我们承认,电磁力·电磁场·电磁波是共时关联或互补表述的;

那么我们承认,按同样的逻辑,引力·引力场·引力波也是共时关联的。

4.2.1 引力基于自旋的漩涡场

●龙卷风自旋的漩涡引力场

冷气流与热气流差异达到一定阈值时,二者之间的翻卷性对流就形成了一个锥形漩涡。

该漩涡上端附近低气压,下端附近高气压,相当于南北两极的极轴走向产生负压差。

我们就说,龙卷风自旋形成了具有南北极负压差的漩涡场,就有了「自旋引力场」。

●电风扇自旋的漩涡引力场

电扇叶轮,正面凹而背面凸。电扇自转的动力源于轴功率,不像地球自转源于自然力。

电扇自旋时,凹面急速填充空气形成正压强,背面急速排斥空气形成负压强。

电风扇的轴向两端相当于南北极,产生负压差。拿一张纸放在电扇后面被吸引。表明电扇的漩涡,相当于一个自旋引力场。

●离心泵自旋的漩涡引力场

离心泵叶轮结构也是「正凹背凸」。叶轮轴向两端相当于南北极,两端负压差通过大气压强,把下方液体吸引上来,再通过叶轮边缘挤压并甩出去。

通过对龙卷风、电风扇、离心泵、螺旋桨、洞口漩涡的动力学观测,可以把它们的漩涡场,看成是自旋引力场。

4.2.2 电子电荷的自旋引力场

大自然固有的超自然发明的自旋引力场,不得不使我们联想:电子也是一个漩涡体,也有它对「自旋引力场」。

电子微小至极,可谓自然界最小的基元粒子。根据粒子物理惯例,电子的自旋势能代表电子质量:

ε₀=m₀c²=0.511MeV…(9)

m₀=ε₀/c²=0.511MeV/c²…(10)

●不妨规定:

电子是自然界的最小磁体,其自旋漩涡磁场的产生引力叫电子力」,而且是所有力的基元力或统一力」,

即:F₀=m₀c²/r₀²…(11)

其中,c意味着电子以光速自旋,r₀是电子的自旋半径,即电子半径。怎么估算r₀?

理论上可假设两个电子几乎靠在一起时的库仑力是由电子力提供的求电子半径

m₀c²/r₀=ke²/(2r₀)…(12)

r₀=ke²/4m₀c²=0.77×10⁻¹⁵[m]…(13)

4.2.3 电子尺度不服从海森堡测不准公式

据称在地球环境下的电子半衰期为10³⁵年,虽然我们无法考证,但有一点无疑:

电子是不可分割的最稳定存在的最小粒子。因而,电子的结构参量是不可变更的。

可以推论,电子半径(r₀)、电子质量(m₀)、电子电荷(e)、电子自旋角动量(L₀=m₀cr₀)、电子自旋势能(m₀c²),都是固有的常量。

进而推论,电子的自旋半径与自旋角动量不确定度的乘积(△r·△L)不服从海森堡测不准公式的最低阈值(≥h/4π)。

进而说明所谓「如果电子自转自旋速度超光速,故电子只自旋不自转」是不严谨的。

4.2.4 电子势能与引力子势能是共时关联

运动是物质的存在方式。电子的光速自旋势能,是维持电子独立存在的固有能量。

电子在光速自旋的同时,其南北极负压差,致使附近空间场翻卷运动,扰动了场空间,进而激发「引力辐射能」。

●有两个规定:

1. 单个电子自旋引力势能与所激发的引力辐射能之间是等效转换与共时关联。

2. 电子激发的引力辐射能定义为「引力子势能」,是引力波的一个波节的固有能量。

ε₀=m₀c²=hc/λ₀…(14)

λ₀=h/m₀c…(15)

=2.42×10⁻¹²[m]

λ₀是引力子的最短波长,碰巧的是,这也是电子的康普顿波长(λᴄ)。

●正负电子湮灭方程的启示

电子枪发射出来的负电子,被分别导入互为反向的加速磁场中,进入反向磁场的负电子因颠倒了南北极变成正电子,但自旋方向没有改变。

二者分别加速到光速,然后导入对撞机制。正负电子急遽膨胀,变成正负光子,电子动能转化为光子辐射能,电子势能转化为引力子势能。

e↑+e↓+2×½m₀c²=γ↑+γ↓+2hc/λ*

把引力子与光量子统称为场量子,此时,湮灭方程,蕴含有四个守恒:

①【质量守恒】

即:电子质量≡引力子质量

方程是:m(±e)=m(±γ)=m₀…(16)

可设定:实体质量≡引力场质量

简写成:m≡m’…(17)

实体外空间的引力场半径,根据距离平方反比效应,可以认为「场质量主要集中在直到拉格朗日平衡点为止的范围内」。

方程(17)很简单但很重要,是构建引力波方程的主要依据。详见本文【第4.4节】。

例如,忽略其它天体摄动力影响,地球到太阳的拉格朗日平衡点的L₁=r₁=150万千米。

地球引力场质量的主占体积:

V₁=(4π/3)r₁³…(18)

该区域引力场的平均密度为:

ρ₁=m/V₁=m/(4π/3)r₁³…(19)

=6.0×10²⁴÷(4.2×1.5³×10²⁷)

=4.2×10⁻⁴[kg/m³]

=0.1克/米³

若设在太阳系的边缘半径为r₂=2光年,则直到此处的地球引力场平均密度为

ρ₂=m/V₂=m/(4π/3)r₂³…(19)

=6.0×10²⁴÷(4.2×2³×9.46³×10⁴⁵)

=2.1×10⁻²⁷[kg/m³]

≈1.3个质子质量/米³

提示:真空场是有质量的,实体都是高密度真空场构造的,电子内部是「空的」,但电子密度是自然界最大的。

显然,如果按广相说「真空场无质量」,那么就无法解释电子内部的质量从何而来。

②【电荷守恒】

即:电子电荷≡引力子电荷

方程是:q(e)≡q(γ)=1.6×10⁻¹⁹C…(20)

根据湮灭方程,引力子最小半径

r’₀=λ₀/2π=h/2πm₀c…(21)

=6.63×10⁻³⁴÷(6.28×9.1×10⁻³¹×3×10⁸)

=0.386×10⁻¹²[m]

=0.386皮米,

电子半径0.77费米,引力子电荷密度只有电子的(0.77fm/0.386pm)³=2×10⁻⁹倍,引力子与光量子(共体)的荷性可忽略不计。

而且,随着引力场半径的不断走远,引力子波长与半径随之不断拉长,其荷密度,与质密度一样,也会不断急遽降低。

ρ(e)=e/(4π/3)(λ/2π)³…(22)

ρ(m)=m₀/(4π/3)(λ/2π)³…(23)

③【势能守恒】

即:电子势能≡引力子辐射能

势能守恒与质量守恒互为表述,物理意义是一样的,特定势能就一定对应特定质量。

方程:ε₀=m₀c²=hc/λ₀=constant…(24)

同理,引力子的势能密度

ρ(potantial)=m₀c²/(4π/3)(λ/2π)³…(25)

④【动能守恒】

即:电子动能≡光量子辐射能

方程:½m₀v²≡hc/λ…(26)

这是广义的光电效应方程,意思是:电子的切向运动,挤压场空间而激发光子辐射能,其场效应波长:

λ=2hc/m₀v²…(27)

与引力子密度同理,光子辐射能密度

ρ(kinetic)=½m₀v²/(4π/3)(λ/2π)³…(28)

4.3 引力波的传播机制

按照物理逻辑的自洽性与一致性原则,既然万有引力不可能超距作用。

既然电磁力与电磁场可以通过电磁波的光量子载体传播,那么引力与引力场也可以通过引力波的引力子载体传播。

●笔者认为,强力或强力场、弱力或弱力场、电磁力或电磁场、分子力或分子场、铁磁力或铁磁场、万有引力或引力场,都是基于若干电子力因同斥异吸效应与电子间距反比平方效应所叠加而弱化的场效应。

我们规定:它们各自的叠加系数为ξⱼ,电子电荷的间距为rⱼ,双方所含质量或电荷一律折换为电子当量质量或电子电荷当量。

即:m=nm₀,q=ne…(29)

或:n=m/m₀=q/e…(30)

●强力F₁,作为核子间的作用力,本质上是核内电子之间的作用力,这里涉及核内电子以光速震荡激发「场质增效应」,方程详见笔者的《叠加效应及其应用·第3集》。

●弱力F₂,作为中子内的约束力,本质上也是核内电子之间的库仑力。弱力辐射能E₂,其实也是一种电磁辐射能。

弱力波方程,可以写成

E₂=ξ₂(m₀c²)²=ke²/r₂=hc/λ₂…(31)

●电磁力F₃,作为例如核外电子与核电荷之间的作用力,其电势能激发电磁辐射能。相应的电磁波方程是

E₃=ξ₃(m₀c²)²=ke²/r₃=hc/λ₃…(32)

●万有引力F₄,作为两个天体间的相互吸引力,其引力势能E₄转化为引力辐射能

E₄=ξ₄nₓnᵧ(m₀c²)²

=Gmₓmᵧ/r₄=nₓnᵧhc/λ₃…(33)

4.4 如何构建【引力波方程】

引力波方程,也叫引力场方程,这是一个课题。我们可以有两套方案来构建。

●第一套方案:根据场效应叠加原理,即4.4节的方程(33),我们有:

λ₄=hcr₄/Gm₀²…(34)

可见:引力波的波长与两个天体质量大小无关,而只与天体之间的距离成正比

这是因为,无论什么波的波长与频率只反映该波辐射的强度指标,与质量或能量或电量之类的总量指标无关。

就好比,温度指标只与粒子震荡速度有关,与系统热量无关。热量大却未必温度高。

●第二套方案,根据「实体质量=场质量」的超对称原理,即方程(17):m=m’。

只要知道实体外空间的引力子波长或半径,进而求得引力场密度,然后通过超对称方程,即可求得含波长的引力场方程。

m=(4π/3)R³·m₀/(4π/3)(λ/2π)³…(35)

m=R³m₀/(λ/2π)³

λ=2πR·³√(m₀/m)…(36)

其中,R是引力场半径,可根据4.5节的哈勃常数修正式(39)间接求得。

●两套方案的比较

第一套方案,基于两个天体之间的万有引力定律得出,引力子波长与引力常数有关,与天体质量大小无关。

第二套方案,基于单个天体质量与场质量超对称得出,引力子波长与引力常数无关,与引力场半径成正比,与天体质量立方根成反比。

这两套方案,孰是孰非,由读者甄别。还有其它方案么?欢迎大家补充意见。

4.5 关于【引力波的测量】

据称「测量引力波需要双子合并之类的超巨动力学事件」,这违背引力波方程(18),引力波频率或波长只与引力波的波程有关:

λ₄=c/f₄=hcr₄/Gm₀²,即

f₄=Gm₀²/hr₄…(37)

考虑到,引力波与电磁波都是真空介质的场效应,电磁波的波程就是引力波的波程。

换言之,只要知道电磁波的波程,就可以利用公式(18)计算引力波的波长与频率。

问题是,如何计算电磁波的波程呢?这需要借助哈勃定律,并修正哈勃常数:

即把:H₀=74km/s/MpcH₀…(38)

改成:H₀=3.76×10¹²Hz/Hz/Mpc…(39)

即:遥远恒星释放的等离子体如光电子,在太空旅行中会渐渐减速,所激发的电磁波会渐渐降频红移。其初始频率与末端频率比率为「每百万秒差距降低3.76万亿倍」。

这样就可以根据哈勃望远镜或射电望远对某天体的接受频率,反推初始频率,与电磁波的波程,进而估算引力波的频率与波长。

5 波的定义与分类

通过第1~4章的分析,现在可对「波」这个范畴,做比较精准的定义,进而给出无缺漏的无冗余的科学分类

5.1 波的精准定义

波,是实体粒子的「聚集群」或「分散群」的切向运动,扰动或挤压附近的场空间,导致空间量子发生涌动的场效应。

5.2 波的完整分类

根据波的定义,波可以分为本质机制截然不同的三大类别:

第一类,电磁波,是聚集粒子的切向运动,挤压真空场,激发电磁辐射的场效应。

第二类,机械波,是分散粒子的切向运动,挤压真空场,激发热力辐射的场效应。

第三类,引力波,是基于电子的自旋运动,扰动真空场,激发引力辐射的场效应。

5.2 波的分类特征

机械波:电子旋进→光子→电子→光子…

电磁波:电子旋进→光子→光子→光子…

引力波:电子自旋→引力子→引力子…

以下补充阅读,不属本题范围。

6 波与流的区别

波与流,很容易混淆不清。例如,电流不像高山流水的流,而是一种机械波。

而「生物电流」与「生物电波」截然不同。前者属于机械波,后者属于电磁波。

6.1 波可反射,流不反射

波的动因是「波源震荡」,例如光波来自光源。流的动因是「位能差」,如高山流水。

根据熵增加原理,低能态不可能自发发散到高能态,换言之,水只能向低处流。

6.2 流可循环,波不循环

●这只是对特定的封闭体系而言。

最典型的「流循环」是【水循环】,其流程是:低海拔→高海拔→低海拔。

例如:大海→蒸气云雾→高原冰雪→冰雪融化→溪流瀑布→大江奔流→大海

波不循环的理由:波是真空场的涨落起伏,只能通过场的能级梯度,渐渐衰减,渐渐降频,渐渐红移。如遇到障碍物,要么被吸收,要么被反射或折射。

●对非封闭体系而言,波也可以循环。

例如,如果给开放容器中的空气加热,就既有热力波或风波,也有空气流或风流

例如,属于机械波的电流,可以在外加电池下,实现电子机械波在电路中的循环。

6.3 波可波动,流不波动

波很像正弦波,每个波节只在本地上下起伏,波节没有位移。流是整体位移的,流的动力来源是各段横截面之间总有的压强差。

6.4 波可敛散,流不敛散

开放的波,若被加热,就会升频蓝移,光子体积缩小,场密度增大,这叫波的收敛性。反之叫波的发散性,这是典型的光电效应。

开放的流,若被加热,激谈不上蓝移,因为整体流量,不会有明显变化。好比用水壶倒热水与倒冷水,流量与流速没什么区别。

(完)

我虽然不是学物理的,但我知道,引力波是由宇宙间,各天体吸附电子的能量汇聚而成的。这种吸附电子的能量,就是万有引力。近代物理学把万有引力视为时空扭曲,纯属童言一句,是经不起推敲的。时空扭曲论,把时空当成一张大网,是十分荒唐的。如果说,一个大质量的天体,在时空网上形成一个大凹陷,而质量小的天体,就会沿着这凹陷慢慢的旋转,直至与质量大的天体附合在一起,那么这种结果一定是:宇宙中的所有天体,必将变成一个统一体,宇宙中就只能有一个天体了,不觉得可笑吗?在没有边际的宇宙空间,只存在两种波象,除引力波之外,另一种便是太阳光的辐射波。这两种能量波流,才是天体运动的原始动力,用中医理论来说,引力波为阴,光波为阳,欢迎各物理专家指正。

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