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超大統一理論簡化版

2024-07-04科學
理論統一一直是科學家的追求,牛頓統一了天上和地下,馬克士威統一了電和磁,愛因史坦統一了物質和能量,近代科學家統一了電磁力、強力和弱力,把重力統一進來完成基本作用力統一的理論叫超大統一理論,用一個理論來描述宇宙所有現象的叫萬物理論。元子論推開了萬物理論的大門。
本文從統一因次開始,進而統一時間、空間、能量、品質、奇異點,最後統一了基本作用力。解釋電、磁、力、光、時間、空間、品質、能量等基礎物理現象本質。解決星系穩定性(暗物質)問題;解決宇宙膨脹(暗能量)問題。
一 , 時間運動與空間運動
運動只分為兩種:時間運動和空間運動。
11,空間運動
使物體產生位移的運動是空間運動。在運動過程中物質的質心位置發生改變。由於空間位置是相對的,需要人為確定原點,所以空間運動需要參照物。
12,時間運動
周期性運動是時間運動,圍繞一個固定質心的運動,時間運動產生周期而不產生位移,所以時間運動不需要參照物,包括自轉、公轉、心跳、水桶中水的轉動(牛頓水桶實驗),時間運動速度即為時間流逝速度。
根據狹義相對論的時空關系,時間運動正交於空間運動,任何物體在四維時空裏的合速度都是光速,得到時間運動速度U、空間運動速度V、光速C存在下列關系:
V^ 2 + U^ 2 = C^ 2
時間運動速度和空間運動速度都不可超光速 。
二 ,因次統一
王帥先生用時間和空間兩個因次統一了其它物理因次,在此基礎上我們進一步將其統一成一個因次,即用一個因次的不同次冪來表示其它物理因次。
根據相對論的時空關系:時間膨脹則空間收縮,空間膨脹則時間收縮,時間和空間此消彼長,我們假設時間因次T與空間因次L存在如下關系:
TL=1
我們可將因次進一步統一,如下表所示:
時間因次與空間因次關系TL=1,時間因次與空間因次可以隨意換算,但因次換算不等於數據換算。下面我們用能量因次演示因次換算時數據如何換算。
將能量的原始因次是T^2/L轉換成T^3,我們只需要將分子、分母同時乘T,則有T^2/L=T^3/TL,由於時間因次與空間因次之積=1,我們就將時空因次T^2/L轉換成了時間因次T^3,雖然分母的因次變成了1,但在數位計算裏,分母的時間和空間數量是要參與計算的。
比如我們用普朗克時間和普朗克長度計算能量,我們將普朗克時間和普朗克空間代入因次關系式T^2/L計算得到結果如下:
普朗克時間Tp=5.39116*10^-44秒
普朗克長度Lp=1.616229*10^-35公尺
普朗克能量Ep=Tp^2/Lp=1.798298*10^-52焦耳
換成T^3計算Ep=Tp^3/TpLp=1.798298*10^-52焦耳
三 , 基礎物理現象本質
我們透過因次可知以下基礎物理現象的本質:
31,磁的本質
磁通量的因次是T,說明磁的本質是時間,磁通量的大小表示時間的快慢,磁通量增強表示時間膨脹。
32,電的本質
電量的因次是L^-3,也是能量的因次,說明電量的本質是能量,是三維空間收縮,電量越大表示空間收縮越厲害。
33,電磁波的本質
電磁波是能量,能量的因次是L^-3,說明電磁波的本質是壓縮的三維空間,一個光子是在一個周期內能量的一次漲落,時空的一次振蕩 ,是一個三維壓縮空間 形成 的虛粒子 ;光在傳播時是能量的一次次漲落,以波的形式傳播,在發射和吸收時表現出顆粒性,此為波粒二象性。時空具有四個維度,電磁波只有三個維度,所以電磁波在四維時空裏是隱形的虛粒子。
34,品質的本質
品質的因次是TL^-6,說明物質具有一個時間維度和6個折疊的空間維度,能量只有三個時空維度,所以能量不具備物質形態,不屬於物質,能量的因次可寫成L^-3,品質的因次可寫成L^-3TL^-3,前面是能量因次L^-3,後面則是一個時間因次和三個維度收縮的空間因次TL^-3,說明能量透過時間膨脹和三維空間二次折疊收縮即轉換成物質;物質轉換成能量則過程相反,需要展開三個空間維度,即空間膨脹,同時時間維度收縮,說明物質是凝聚的能量(電磁場),折疊的時空 。
35,力的本質
力的因次是TL^-3,力與時間成正比,與三維空間成反比,說明對一個物體施加力的作用會使物體時間膨脹,空間收縮。而物質是凝聚的電磁場,對物體施加力的作用會使電磁場增強,品質增加。力只有一個因次,意味著基本作用力可以統一成一種作用力。
其它物理現象的本質均可由因次關系獲得,此處不一一列舉。
物理現象之間的聯系也可以根據因次之間的關系獲得,如電量的因次是T^2L^-1,磁場強度的因次是TL^-2,說明電和磁的區別就是一個多了個時間維度,一個多了個空間維度,即一個多了個時間運動,一個多了個空間運動,只需要將時間運動換成空間運動,電即可生磁,反之亦然。
其它物理現象之間的聯系均可由因次關系獲得,此處不一一列舉。
四,統一時間、空間、能量、品質、奇異點
根據統一因次表,能量透過時間膨脹和三維空間二次折疊收縮即轉換成物質,相對論給出了質能關系:
E=m C^ 2
以此類推,我們對能量進行同樣的操作,即將能量展開三個空間維度,收縮一個時間維度,即可得到一維空間與能量關系:
L=E C^ 2
我們將物質的三維空間維度再次折疊收縮,時間維度膨脹,物質即會轉換成奇異點(黑洞),我們得到物質與奇異點關系:
m=Q C^ 2
Q 表示抵抗黑洞產生加速度的物理量,可見:奇異點有11個時空維度 。
以上三個公式聯合時空關系TL =1 ,可知:時間和空間可以互相轉換,空間與能量可以互相轉換,能量與物質可以互換轉換,物質與奇異點(黑洞)可以互相轉換,時空---能量---物質---奇異點是空間從低維向高維折疊,奇異點---物質---能量---時空是空間從高維向低維展開。時空不守恒、品質不守恒、能量不守恒、只有時空、品質、能量、奇異點聯合守恒。
五 , 能量與空間體積換算關系
根據立方體體積公式V=L^3,如果我們要把一條一維的線折疊成一個三維的立方體,此過程是維度展開的逆運算,此時需要將數量開3次方,將因次3次方,即將一條長n米的線折疊成立方體的體積V=n^1/3公尺^3。所以我們得到能量與體積關系式:
V=n^1/3公尺^3=|EC^2|^1/3公尺^3
其中||表示模運算。
根據空間與能量轉換關系得到:
一焦耳的能量轉換成空間體積是4.4814*10^5公尺^3。
一立體米的空間轉換成能量是2.2314*10^-6焦耳。
說明真空能量(暗能量)密度是2.2314*10^-6焦耳/米^3
六, 真空量子漲落與暗能量
空間與能量是可以互相轉換的,空間既可以轉換成能量,能量也可以轉換成空間,真空中的空間和能量不斷互相轉換便是真空量子漲落; 能量轉換成空間導致宇宙空間膨脹,天體之間互相遠離。根據元子論的預測,星系密集的地方會有更多的能量轉換成空間,導致星系之間互相遠離的速度更快,這點已經得到NASA的證實。
假設宇宙體積3.57*10^80立方米,真空能量密度2.2314*10^-6焦耳/立方米,可算出真空韻含能量(暗能量)總品質約為8*10^57千克,假設暗能量占69%,算出宇宙總品質為1.16*10^58千克,現在科學家估算宇宙總品質在3.5*10^54千克到5.3*10^61千克之間。
七, 星系穩定性,暗物質
科學家發現星系可探測物質無法提供足夠的重力來維持星系的運動,比如銀河系缺少90%的重力,科學家認為銀河系存在90%未知物質,取名為暗物質,根據空間與能量關系,能量會轉換成空間,導致空間膨脹,空間膨脹會產生斥力抵抗物質之間的重力,而能量轉換成空間的主要方式是恒星燃燒,以太陽系為例,太陽對地球的重力是總重力減去斥力後的余力,萬有重力常數只適用於不發光發熱的物體,太陽的品質比利用萬有重力計算出的值要大,
本人根據漩渦模型提出一種新的作用力:渦旋力,渦旋力和向心力一樣是效果力,非真實存在的力,同樣的,根據向心力公式,我們也類比得到渦旋力公式:
F=mVU/R
其中m為品質,V為空間運動速度,U為旋轉速度,R為兩者之間的距離,V、U為叉乘。
我們將地球圍繞太陽的公轉速度U,太陽在銀河系中的運動速度V,太陽與地球之間的距離R以及地球的品質m代入渦旋力公式,得到渦旋力比萬有重力大8倍。正如向心力與離心力的相對關系,渦旋力空間膨脹斥力也是相對關系,渦旋力的大小是空間膨脹斥力的大小。
假設太陽停止燃燒,太陽就不會再有能量轉換成空間,即不會再產生斥力,重力會增加8倍,即如果太陽變成暗星,重力會增加8倍,剛好與銀河系缺失的重力吻合,由此可見,星系缺失的重力是暗星提供,當今科學也探測到了銀河系存在大量暗星。
八,基本作用力統一
統一作用力公式中n的取值在重力、電磁力和強力中有三個變量,分別是普朗克品質,普朗克電荷和基本電電荷,我們統一用速度來表示。
根據測不準原理,電子的位置和動量是不能同時確定的,即電子不可能完全靜止,既然電子不可能完全靜止,我們即可求出電子的最低運動速度,我們將電子的最低運動速度命名為普朗克速度Vp,我們假設位置不確定值ΔX 達到最大值,即為元子波長1.1*10^26公尺,將元子波長與 電子品質代入不確定性原理公式ΔX ΔP ≥ ћ/2 中求極值,ΔX ΔP = ћ/2 , 得到物體電子最低運動速度是5*10^-31公尺/秒,即普朗克速度Vp=5*10^-31公尺/秒。
電子的核外運動速度約為光速的1/137,即ac(其中a是宇宙精細結構常數,c是光速),而電子的合速度是c,求得電子的剩余速度V=C√(1-a^2)。
原子最外層電子運動速度/電子剩余速度≈1/137
普朗克速度/電子剩余速度≈1/10^39
根據以上的速度關系我們可將統一公式寫成相對論形式,
F = n ћ c/r^ 2 √ ( 1-v^ 2 /c^ 2 )
如下表所示:
其中Vp普朗克速度,重力是在普朗克速度下的相對論效應,電磁力是電子速度在ac(a為宇宙精細結構常數,c為光速)時的相對論效應,強力是核子在c√(1-a^2)時的相對論效應,由此可見:重力,電磁力, 強 力只是同一種力在不同速度下的相對論效應。
九,基本作用力的產生機制
根據元子、電子、質子、中子、原子核模型得知,原子核是由質子和高能電子組成,原子核內質子與高能電子發生交互作用力即為核力,核內單個質子和高能電子可組成一組,或兩個自旋相反的質子共用一個電子組成一組。強互相作用力是發生在本組質子與高能電子之間交互作用力 ;弱互相作用力是非本組質子之間的交互作用力、非本組高能電子之間的交互作用力、非本組質子與高能電子之間的交互作用力三力之和,可見弱力是合力,不是基本作用力 ,弱力需要三種介子傳播。
庫侖力是電荷之間的作用力,電荷產生磁場,磁場之間的交互作用力是磁力,電磁可以相互轉換,所以庫侖力和磁力統稱為電磁力。元子是宇宙基本組成單元,一個電子包含的元子數可以由它們之間的能量關系計算出來,元子能量Ep=1.798298*10^-52焦耳,電子的能量Ee=8.2*10^-14焦耳,用電子能量/元子能量:Ep/Ee=4.5*1038,即一個電子是由4.5*10^38個元子組成。
從下圖可以看出,帶電粒子形成磁場,兩個磁場交互作用時,中間部份磁力線無法形成閉環,只能與其他磁場交互作用,每個電子是由4.5*10^38個元子組成,所以每個電子產生的磁力會有1/4.5*10^38的能量破缺,這部份破缺的磁力便是重力。所以重力是磁力余力 。
強力是核內電荷產生的磁力,同樣會形成4.5*10^38條磁環,如果我們將強力值設為1,則重力約為強力的1/4.5x*10^38,即強力約為重力的10^39倍。
十,重力子、力的作用距離
根據上面的分析我們得知,重力是由時空傳播,即由元子傳播,所以元子就是重力子。
重力子的能量Ep=1.798298*10^-52焦耳
重力子品質mp=2.008*10^-68千克
重力子波長λp=1.1*10^26公尺,約為116億光年
重力和電磁力都是透過時空傳播,即透過元子傳播,元子的波長約為116億光年,所以重力和電磁力傳播最遠距離為116億光年,相隔距離超過116億光年兩個物體之間不存在重力和電磁力作用。
在均勻平坦的三維空間裏,能量擴散與距離的平方成反比,因為能量均勻分布在r為半徑的球面上,球面面積是4πr^2。即在距離中心r的一點處,它的能量只有中心處能量1/r^2,這就是平方反比定律。以此類推,在n維空間裏,能量的擴散與距離r就是n-1次方成反比。原子核內的空間是七維的,那麽核力應該與距離的6次方成反比,同樣的,奇異點有11個空間維度,在奇異點(黑洞)內,力與距離的10次方成反比。奇異點維度比物質和能量都高,所以奇異點不但可以吸收空間還能吸收物質和能量。
由於核力發生成質子與核內高能電子之間,質子有7時空維度,核內是高維度空間,所以核力是高維度空間作用力,核外是四個時空維度的低維度時空,核力被限制在高維度核內,無法在低維度時空傳播,所以核力出不了原子核,是短程力。
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