關于“暗能量”的一種動力學解釋

謝庭涌，何小華

（中國科學院福建物質結構研究所，福建 福州350001）

宇宙在加速膨脹；美國宇航局的先鋒號在“異常減速”；電子在原子核內運動并未損失能量。這些實際存在的現象一直讓人們不得其解，科學家們也一直致力于這些現象的探索，試圖找到一些理論、方法去合理解釋這些現象。

1 兩點假設

為了更好地說明通過微觀粒子的動力學分析提出的這種理論可以解釋“暗能量”［1］所表現出來的各種現象，首先給出以下兩點假設：

假設一［2］，愛因斯坦認為物體的引力場是向外傳播出去的，而不是固定的，且該引力場的傳播速度是光速［3］。

我國中科院地質與地球物理所研究院湯克云團隊于2012年12月26召開宣布會稱，他們的研究成果證實了引力場以光速傳播，從而印證愛因斯坦設想［4］。關于這個假設本文不做過多的討論。

假設二，物體傳播出去的引力場的消失是需要時間的。當然這個時間是很短暫的。

關于假設二，本文是這樣考慮的。一個運動的物體，在它運動方向的前方，其引力場的大小在逐步增大；而在它運動方向的后方，其引力場的大小在逐步減小。這個減小的過程應該被解釋為：早先傳播到這里的引力場會消失，而后來傳播過來的引力場的大小在逐步減小。假設二就是假設早先傳播到這里的引力場的消失不是瞬時完成的，而是需要一點點時間才能全部消失。在物體運動方向的前方，也發生著早先傳播來的引力場消失的事情。

2 動力學模型分析

對于運動的物體，當它運動的速度v足夠快時，它早先傳播到運動方向前方的引力場E還沒有完全消失，而它自身已經運動到了這個位置。此時物體就受到了它自身殘余的引力場E殘的引力作用，作用力的方向與物體的運動方向相反，運動質點動力學模型如圖1所示。

圖1 運動質點

自身殘余引力場產生的力可以解釋先鋒號受到的“異常阻力”F異常阻力。下文就用“異常阻力”來稱呼物體受到的自身殘余引力場導致的引力。物體的形狀假如是球體，那么它的半徑對異常阻力的影響很大。半徑越小的物體，異常阻力越大。而且，物體的運動速度對異常阻力的影響也很大，運動速度越接近光速，則異常阻力越大。

類似的，帶電的運動物體也將受到自身殘余電場E殘的電場力作用，圖2即為運動電子動力學模型。所不同的是，該作用力方向與物體運動的方向相同。下文就用“異常動力”F異常動力來稱呼物體受到的自身殘余電場導致的電場力。同樣的，半徑越小的帶電粒子受到的異常動力越大，運動速度越接近光速的帶電粒子受到的異常動力也越大。在恒星里面，物質是以離子形態存在的，而處于宇宙最邊緣的恒星由于其運動速度接近光速，因此恒星受到的異常動力就很大。異常動力可以解釋宇宙加速膨脹的原因。

圖2 運動電子

3 小結

在原子里面繞原子核運動的電子，由于半徑小速度快，因此受到的異常動力非常明顯。異常動力可以解釋為什么電子繞原子核運動不損耗能量并且不會墜落到原子核上去。電子的質量非常小，因此受到的異常動力導致的加速度會非常大。在通常情況下，電子受到的異常動力是大于異常阻力的。然而根據狹義相對論，物體運動的速度接近光速時，其半徑會減小，質量會增大［5］。這就導致了在物體運動速度極其接近光速時，異常阻力會大于異常動力。因此，電子的運動速度不能達到或超過光速。微觀粒子的波粒二象性也可能是異常動力和異常阻力綜合作用的結果。筆者不是物理學專業人士，高等數學的知識也不足以驗證該理論。但本文提出的這種理論方法，希望能給看到本文的物理學研究人員一些啟發，能夠用該理論對三種暗能量事件進行數學計算，驗證理論與事實是否相符。

［1］ 張 鑫.暗能量［J］.遼寧師范大學學報（自然科學版），2011，34（04）：436－442.

［2］ 胡 寧.廣義相對論和引力場理論［M］.北京：科學出版社，2000.

［3］ Tang KeYun，Hua ChangCai，Wu Wen，et al.Observational evidences for the speed of the gravity based on the Earth tide［J］.Chinese Science Bulletin，2013，58 （04－05）：474－477.

［4］ Albert E.On the electrodynamics of moving bodies［J］.Annalen der Physik，1905，17：891－921.