萬有引力的本質(zhì)

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萬有引力的本質(zhì)

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牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力，但解釋不了萬有引力是如何產(chǎn)生，愛因斯坦的廣義相對論對萬有引力做出的解釋也并未說明萬有引力是如何產(chǎn)生的，作者通過理論計算及邏輯思考，得出物質(zhì)之間的萬有引力是宇宙中兩種黑白能量相互排斥的現(xiàn)象表現(xiàn)形式，其本質(zhì)是宇宙中黑能量與白能量的相互排斥，在這個排斥過程中白能量在不同形式之間進行轉(zhuǎn)換，而牛頓萬有引力的大小就是白能量在不同形式之間的轉(zhuǎn)換速率。

萬有引力；產(chǎn)生原因；黑白能量；排斥

牛頓系統(tǒng)地總結(jié)了伽利略、開普勒和惠更斯等人的研究結(jié)論，得到了萬有引力定律和牛頓運動三定律，牛頓的《自然哲學數(shù)學原理》的出版，標志著經(jīng)典力學體系的建立。牛頓力學體系的建立直接推動近代理論自然科學的誕生，并成為其他各門自然科學的基礎。經(jīng)典力學在實踐上的巨大成就，推動了人類文明的進程，它在宏觀物理學的各方面所取得的成就就是極其廣泛和輝煌的，甚至可以說牛頓就是推開現(xiàn)代工業(yè)文明大門的先驅(qū)！然而，牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力，但解釋不了萬有引力是如何產(chǎn)生，只知道萬有引力與質(zhì)量、距離有關，它不可屏蔽而無處不在。當牛頓經(jīng)典力學體系在微觀、高速運動體系遇到嚴峻的挑戰(zhàn)，由于經(jīng)典力學在實踐上的巨大成就，阻礙了后人去思考那些經(jīng)典力學中的基本概念和基本原理，以至于在相當長的時期內(nèi)，無論誰也沒有想到，整個物理學的基礎力學本身就是不完善的，需要修改，如“萬有引力”定律在宏觀天體運動中的巨大成就，以至于之前鮮有人對“萬有引力”的本質(zhì)去思考。

愛因斯坦的廣義相對論對萬有引力做出的解釋：時空本身是也是變量，有彈性的，可以彎曲、伸展，當一個有質(zhì)量的物體置于空間時，空間就會彎曲變形，質(zhì)量越大，空間彎曲變形就越嚴重。那么，空間為什么會在有質(zhì)量的物體周圍彎曲呢？愛因斯坦也沒能給出答案。所以，愛因斯坦的廣義相對論也沒有說明引力的本質(zhì)是什么。

那么萬有引力的本質(zhì)是什么呢？為什么兩個物體會相互吸引呢？要弄清楚這兩個問題，我們必須先來解釋清楚什么是物質(zhì)，什么是空間！100多年前愛因斯坦在狹義相對論中證明了物體的質(zhì)量可以轉(zhuǎn)換為能量（即質(zhì)能等價），之間的關系式即為著名的E= mc2，其中E為能量，m為質(zhì)量，c為光速，其數(shù)值為299792458m/s，所以在這個理論基礎上，我們可以得出結(jié)論：物質(zhì)的本質(zhì)就是能量。

那么空間呢？空間的本質(zhì)是什么？在2016年2月11日，LIGO科學合作組織和Virgo合作團隊宣布他們已經(jīng)利用高級LIGO探測器，已經(jīng)首次探測到了來自于雙黑洞合并的引力波信號。探測到引力波也就證實了愛因斯坦的理論廣義相對論中空間可以拉伸、壓縮、扭曲，甚至可以已“空間漣漪”的形式傳播能量。為什么空間可以拉伸、壓縮、扭曲？空間的本質(zhì)也是能量！但是與物質(zhì)、動能等我們熟悉的能量屬性相反且均勻分布的一種能量，如果把我們熟知的能量定義為白能量，把這種與我們熟知的能量屬性相反的能量定義為黑能量。在向量空間上，空間與黑能量存在如下關系：

E=-RC4

即半徑為R球體所包含的空間蘊含的能量在數(shù)值上等于RC4，且我們所在的空間由屬性跟我們熟知的能量相反的能量構(gòu)成，能與我們熟知的能量（物質(zhì)能量、動能等白能量）發(fā)生相互排斥、湮滅等作用。為方便說明，下面舉例論述：

在空間中放入一個A的物質(zhì)，因為物質(zhì)能量與空間能量的排斥屬性，使得A物質(zhì)周圍的空間不在均勻分布，越靠近A物質(zhì)的空間能量（黑能量）越小，越遠離A物質(zhì)的空間能量（黑能量）越大，當另一個物質(zhì)B進入這個空間能量不均為分布的區(qū)域，B物質(zhì)必然會對不均勻分布的空間能排斥，當然排斥也是相互的，B物質(zhì)也會受到不均勻空間的排斥，B物質(zhì)靠近A物質(zhì)的面受到排斥小，遠離A物質(zhì)的面受到排斥大，在表象上顯示為A物質(zhì)與B物質(zhì)相互吸引，產(chǎn)生了牛頓的萬有引力。

物質(zhì)是聚集的白能量，空間是均為分布的黑能量，這兩種黑白屬性的能量之間存在相互排斥的關系。萬有引力就是因為物質(zhì)所蘊含的白能量與周圍空間所蘊含的黑能量之間的相互排斥引起的，且靜止的物質(zhì)對其周圍的空間排斥能大小為：

E1=M2/R

即質(zhì)量為M的物質(zhì)在靜止時，排斥出以物質(zhì)為中心半徑為R的球形以外的空間能大小（排斥空間的能量）與其質(zhì)量的平方成正比，與半徑R成反比。

根據(jù)前面的闡述可知空間本身在沒有受到物質(zhì)作用情況下具有的能量：E2=-RC4，則在現(xiàn)實世界中物質(zhì)周圍環(huán)境（半徑為R的球形）的空間所蘊含的黑能量為：E3=E2+E1=-RC4+M2/R。

因為空間能量（黑能量）對所有的白能量都具有相同的排斥作用，所以當物體在高速（接近光速）運行時候，空間不光對物體本身所蘊含的物質(zhì)能量進行排斥，還對物體所具有的動能排斥，這就是導致物體在高速（接近光速）運行時，牛頓的經(jīng)典力學不在適用的根本原因，因為牛頓的經(jīng)典力學中，把物體的質(zhì)量能跟物體的動能割裂開來分別研究，在經(jīng)典力學中，當物體本身所具有的動能遠遠小于物體質(zhì)量能時，計算所得結(jié)果非常接近實驗結(jié)果，但是當物體本身所具有的動能接近物體質(zhì)量能時，經(jīng)典力學不再適用。

所以，物質(zhì)之間的萬有引力是宇宙中兩種黑白能量相互排斥的現(xiàn)象表現(xiàn)形式，其本質(zhì)是宇宙中黑能量與白能量的相互排斥，在這個排斥過程中白能量在不同形式之間進行轉(zhuǎn)換，而牛頓萬有引力的大小就是白能量在不同形式之間的轉(zhuǎn)換速率。

[1][英]史蒂芬·威廉·霍金.時間簡史[M].許明賢.吳忠超譯.湖南：湖南科學技術出版社，2004.

[2]趙柳.相對論與引力理論導論[M].科學出版社，2017（1）.

[3][日]佐藤勝彥.圖說相對論與量子論[M].孫羽譯.北京：人民郵電出版社，2016.

[4][英]阿爾伯特·愛因斯坦.相對論[M].易洪波.李智謀譯.江蘇：江蘇人民出版社，2011