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元子论推开了超大统一理论的大门

2024-06-24科学
理论统一一直是科学家的追求,牛顿统一了天上和地下,麦克斯韦统一了电和磁,爱因斯坦统一了物质和能量,近代科学家统一了电磁力、强力和弱力,把引力统一进来完成基本作用力统一的理论叫超大统一理论,用一个理论来描述宇宙所有现象的叫万物理论。元子论推开了万物理论的大门。
本文从统一量纲开始,进而统一时间、空间、能量、质量、奇点,最后统一了基本作用力。解释电、磁、力、光、时间、空间、质量、能量等基础物理现象本质。解决星系稳定性(暗物质)问题;解决宇宙膨胀(暗能量)问题。建立元子、电子、质子、中子、原子核模型。
一, 时间运动与空间运动
根据统一量纲表我们知道:所有物理现象都是时空演化而来 ,虽然我们无法定义时间和空间,但可以用运动来说明,运动只分为两种:时间运动和空间运动。
11,空间运动
使物体产生位移的运动是空间运动。在运动过程中物质的质心位置发生改变。由于空间位置是相对的,需要人为确定原点,所以空间运动需要参照物。
12,时间运动
周期性运动是时间运动,围绕一个固定质心的运动,时间运动产生周期而不产生位移,所以时间运动不需要参照物,包括自转、公转、心跳、水桶中水的转动(牛顿水桶实验),时间运动速度即为时间流逝速度。
根据狭义相对论的时空关系,时间运动正交于空间运动,任何物体在四维时空里的合速度都是光速,得到时间运动速度U、空间运动速度V、光速C存在下列关系:
V^ 2 + U^ 2 = C^ 2
可见:时间运动速度和空间运动速度都不可超光速 。
二,量纲统一
王帅先生用时间和空间两个量纲统一了其它物理量纲,在此基础上我们进一步将其统一成一个量纲,即用一个量纲的不同次幂来表示其它物理量纲。
根据相对论的时空关系:时间膨胀则空间收缩,空间膨胀则时间收缩,时间和空间此消彼长,我们假设时间量纲T与空间量纲L存在如下关系:
TL=1
我们可将量纲进一步统一,如下表所示:
统一量纲里有一维时间,二维时间,三维时间等等,如何理解高维时间运动?以银河系举例说明,月球自转是一维时间运动,围绕地球旋转是二维时间运动,跟随地球围绕太阳运动是三维时间运动,跟随太阳围绕银心运动是四维时间运动。
如果研究地月系统,月球的自转是一维时间运动,月球围绕地球公转是二维时间运动,地球的运动是空间运动;如果研究太阳系运动,则地球围绕太阳公转也是时间运动,太阳的运动是空间运动,那么月球之前的空间运动就转换成了时间运动,另外月球又多了一个空间运动,地球的空间运动也转换成了时间运动,这就是时间维度与空间维度的转换关系。
时间量纲与空间量纲关系TL=1,时间量纲与空间量纲可以随意换算,但量纲换算不等于数据换算。下面我们用能量量纲演示量纲换算时数据如何换算。
将能量的原始量纲是T^2/L转换成T^3,我们只需要将分子、分母同时乘T,则有T^2/L=T^3/TL,由于时间量纲与空间量纲之积=1,我们就将时空量纲T^2/L转换成了时间量纲T^3,虽然分母的量纲变成了1,但在数字计算里,分母的时间和空间数量是要参与计算的。
比如我们用普朗克时间和普朗克长度计算能量,我们将普朗克时间和普朗克空间代入量纲关系式T^2/L计算得到结果如下:
普朗克时间Tp=5.39116*10^-44秒
普朗克长度Lp=1.616229*10^-35米
普朗克能量Ep=Tp^2/Lp=1.798298*10^-52焦耳
换成T^3计算Ep=Tp^3/TpLp=1.798298*10^-52焦耳
三, 基础物理现象本质
我们通过量纲可知以下基础物理现象的本质:
31,磁的本质
磁通量的量纲是T,说明磁的本质是时间,磁通量的大小表示时间的快慢,磁通量增强表示时间膨胀。
32,电的本质
电量的量纲是L^-3,也是能量的量纲,说明电量的本质是能量,是三维空间收缩,电量越大表示空间收缩越厉害。
33,电磁波的本质
电磁波是能量,能量的量纲是L^-3,说明电磁波的本质是压缩的三维空间,一个光子是在一个周期内能量的一次涨落,时空的一次振荡 ,是一个三维压缩空间 形成 的虚粒子 ;光在传播时是能量的一次次涨落,以波的形式传播,在发射和吸收时表现出颗粒性,此为波粒二象性。时空具有四个维度,电磁波只有三个维度,所以电磁波在四维时空里是隐形的虚粒子。
34,质量的本质
质量的量纲是TL^-6,说明物质具有一个时间维度和6个折叠的空间维度,能量只有三个时空维度,所以能量不具备物质形态,不属于物质,能量的量纲可写成L^-3,质量的量纲可写成L^-3TL^-3,前面是能量量纲L^-3,后面则是一个时间量纲和三个维度收缩的空间量纲TL^-3,说明能量通过时间膨胀和三维空间二次折叠收缩即转换成物质;物质转换成能量则过程相反,需要展开三个空间维度,即空间膨胀,同时时间维度收缩,说明物质是凝聚的能量(电磁场),折叠的时空 。
35,力的本质
力的量纲是TL^-3,力与时间成正比,与三维空间成反比,说明对一个物体施加力的作用会使物体时间膨胀,空间收缩。而物质是凝聚的电磁场,对物体施加力的作用会使电磁场增强,质量增加。力只有一个量纲,意味着基本作用力可以统一成一种作用力。
其它物理现象的本质均可由量纲关系获得,此处不一一列举。
物理现象之间的联系也可以根据量纲之间的关系获得,如电量的量纲是T^2L^-1,磁场强度的量纲是TL^-2,说明电和磁的区别就是一个多了个时间维度,一个多了个空间维度,即一个多了个时间运动,一个多了个空间运动,只需要将时间运动换成空间运动,电即可生磁,反之亦然。
其它物理现象之间的联系均可由量纲关系获得,此处不一一列举。
四,统一时间、空间、能量、质量、奇点
根据统一量纲表,能量通过时间膨胀和三维空间二次折叠收缩即转换成物质,相对论给出了质能关系:
E=m C^ 2
以此类推,我们对能量进行同样的操作,即将能量展开三个空间维度,收缩一个时间维度,即可得到一维空间与能量关系:
L=E C^ 2
我们将物质的三维空间维度再次折叠收缩,时间维度膨胀,物质即会转换成奇点(黑洞),我们得到物质与奇点关系:
m=Q C^ 2
Q 表示抵抗黑洞产生加速度的物理量,可见:奇点有11个时空维度 。
以上三个公式联合时空关系TL =1 ,可知:时间和空间可以互相转换,空间与能量可以互相转换,能量与物质可以互换转换,物质与奇点(黑洞)可以互相转换,时空---能量---物质---奇点是空间从低维向高维折叠,奇点---物质---能量---时空是空间从高维向低维展开。时空不守恒、质量不守恒、能量不守恒、只有时空、质量、能量、奇点联合守恒。
电磁波是电与磁相互转换,根据统一量纲分析:电具有空间属性,磁具有时间属性,证明时空可以相互转换;核弹爆炸、伽玛射线转换成电子证明物质和能量可以相互转换,真空量子涨落和宇宙空间膨胀证明能量和空间可以相互转换,黑洞可以证明物质和奇点可以相互转换。
五 , 能量与空间体积换算关系
根据立方体体积公式V=L^3,如果我们要把一条一维的线折叠成一个三维的立方体,此过程是维度展开的逆运算,此时需要将数量开3次方,将量纲3次方,即将一条长n米的线折叠成立方体的体积V=n^1/3米^3。所以我们得到能量与体积关系式:
V=n^1/3米^3=|EC^2|^1/3米^3
其中||表示模运算。
根据空间与能量转换关系得到:
一焦耳的能量转换成空间体积是4.4814*10^5米^3。
一立体米的空间转换成能量是2.2314*10^-6焦耳。
说明真空能量(暗能量)密度是2.2314*10^-6焦耳/米^3
六, 真空量子涨落与暗能量
空间与能量是可以互相转换的,空间既可以转换成能量,能量也可以转换成空间,真空中的空间和能量不断互相转换便是真空量子涨落; 能量转换成空间导致宇宙空间膨胀,天体之间互相远离。根据元子论的预测,星系密集的地方会有更多的能量转换成空间,导致星系之间互相远离的速度更快,这点已经得到NASA的证实。
假设宇宙体积3.57*10^80立方米,真空能量密度2.2314*10^-6焦耳/立方米,可算出真空韵含能量(暗能量)总质量约为8*10^57千克,假设暗能量占69%,算出宇宙总质量为1.16*10^58千克,现在科学家估算宇宙总质量在3.5*10^54千克到5.3*10^61千克之间。
七, 星系稳定性,暗物质
科学家发现星系可探测物质无法提供足够的引力来维持星系的运动,比如银河系缺少90%的引力,科学家认为银河系存在90%未知物质,取名为暗物质,根据空间与能量关系,能量会转换成空间,导致空间膨胀,空间膨胀会产生斥力抵抗物质之间的引力,而能量转换成空间的主要方式是恒星燃烧,以太阳系为例,太阳对地球的引力是总引力减去斥力后的余力,万有引力常数只适用于不发光发热的物体,太阳的质量比利用万有引力计算出的值要大,
本人根据漩涡模型提出一种新的作用力:涡旋力,涡旋力和向心力一样是效果力,非真实存在的力,同样的,根据向心力公式,我们也类比得到涡旋力公式:
F=mVU/R
其中m为质量,V为空间运动速度,U为旋转速度,R为两者之间的距离,V、U为叉乘。
我们将地球围绕太阳的公转速度U,太阳在银河系中的运动速度V,太阳与地球之间的距离R以及地球的质量m代入涡旋力公式,得到涡旋力比万有引力大8倍。正如向心力与离心力的相对关系,涡旋力空间膨胀斥力也是相对关系,涡旋力的大小是空间膨胀斥力的大小。
假设太阳停止燃烧,太阳就不会再有能量转换成空间,即不会再产生斥力,引力会增加8倍,即如果太阳变成暗星,引力会增加8倍,刚好与银河系缺失的引力吻合,由此可见,星系缺失的引力是暗星提供,当今科学也探测到了银河系存在大量暗星。
八 ,光速不变原理
根据相对论的等效原理:物体在引力作用下自由落体等同于在真空中不受任何力时静止,物体与地面上静止等同于在真空中以加速度g运动。我们无法区分受力运动和不受力静止,更无法区分静止状态与匀速真线运动状态,所以我们可以视任何物质均为静止状态。而光依靠时空传播,光速反映的是时空属性,静止物体在任何方向上测量真空光速值自然都一样,此为光速不变原理,可见有了等效原理就不再需要光速不变原理。
真空光速还可以从另一个角度解释,确定物体的空间运动状态都要先选一个参照物,如果没有参照物呢?假如宇宙中只有自己一个系统存在,物体将无法确定自己在空间的运动状态,此时它都可以视自己在空间中静止,所以相对任何一个独立系统,它都可以认为自己在真空中是静止的,即空间速度为0。所以静止是绝对的,运动才是相对的 。运动是因为选了另一个不同运动状态参照物,当然,我们这里说的运动是指空间运动,时间运动是不需要参照物的。而光速只与真空磁导率和真空介电常数有关,它反应的是时空属性,既然任何一个物体在不选参照物时,都可以认为自己在空间中是静止的,那么任何系统测量真空光速值当然一样。
根据相对论的等效原理:引力等效于加速度,而这里的加速度指的是电磁力产生的加速度。等效原理说明电磁力与引力等效,在最后一节我们讲了基本作用力统一,引力和电磁力是一种力,即引力质量 就 是惯性质量 。
九 , 元子论推导狭义相对论
光在水或玻璃中传播时速度变慢,频率不变。同时根据德布罗意的物质波理论:波是粒子,粒子也是波。根据物质的波动性,我们发现物体在加速情况下体积会缩小。
下面给出体缩公式的推导过程。
根据德布罗意物质波理论周长L=2πr=nλ
频率ν₀=C/λ₀
频率ν=√(C²-V²)/λ
ν=ν₀
λ=λ₀√(1-V²/C²)
r=r₀√(1-V²/C²)
钟慢公式推导过程
t₀=L/c,
t=L/√(c²-v²)
t/t₀=c/√(c²-v²)
t=t₀/√(1-v²/c²)
另外从元子论中统一量纲也可以直接推导,力的量纲是TL^-3,说明力与时间成正比,与三维空间成反比,即对一个物体施加力的作用会导致物体时间膨胀,体积缩小。磁的量纲是T,电的量纲是L^-3,说明对一个物体施加力会让其电磁场增强,而物质是凝聚的电磁场,所以受力加速物质质量会增加,即物体在加速情况下会出现体积缩小,时间膨胀,质量增加。
元子论体缩公式:r=r₀√(1-V²/C²)
元子论钟慢公式:t=t₀/√(1-v²/c²)
元子论质增公式:m=m₀/√(1-v²/c²)
由于物体加速后时间膨胀,运动相同的距离只需要花更少的时间,所以运动会产生了尺缩效应,是到尺缩公式:L=L₀√(1-V²/C²)
空间是用来记录物体的位置变化,即度量位移的;时间是用来记录物质位置变化快慢的,时间具有周期性。而时空分为外部时空和内部时空,相对论的尺缩钟慢效应说的是运动的物体外部空间在运动方向上会被压缩,它的宇宙时膨胀,是外在时空变化。元子论研究的是运动对物体内部时空产生的影响,运动会造成物质内部空间收缩,时间膨胀,称为体缩钟慢,说的是内在时空。
元子论的体缩钟慢并非运动效应,而是真实发生的,相对论的尺缩钟慢是运动效应。元子论认为运动不改变 其它系统的时空, 只改变它自身的时空 。
体缩钟慢相关证据,丁肇中在实验中发现电子速度越快半径越小,证明物体速度增加发生的是体缩,另外原子核爆炸要用慢中子,用快中子打不到原子核,因为快中子半径太小,击中原子核的概率大大缩小。这两种现象用相对论的尺缩效应解释不了,因为尺缩效应说的是物体在运动方向会压扁,这明显是错的,物质即使被压扁,它的横截面也不会变小。
十 , 元子、 电子、质子、 中子、 原子核模型
11,时空量子化,元子模型
根据相对论的时空关系,时间膨胀则空间收缩,如果空间膨胀到极限则时间收缩到极限:普朗克时间,我们将此时的极化时空因子命名为:元子,

元子模型

元子是将时空量子化后得到的基本时空单元,即能量的最基本单元,我们命名为普朗克能量,根据第一节计算的普朗克能量结果我们得到:
元子能量Ep=Tp^2/Lp=1.798298*10^-52焦耳
元子质量mp=2.008*10^-68千克
元子波长λp=1.1*10^26米,约为116亿光年
12,电子模型
根据德布罗意的物质波理论,当电磁波由行波转换成驻波时能量即转换成粒子,实验证明伽玛射线可以转换成正负电子,我们将一个光量子(伽玛射线)首尾相连便可得到电子,说明电子是由电磁波形成的莫比乌斯环结构。驻波比行波多了一个时间运动,即能量增加了一个时间维度,所以电子具有一个时间维度和三个空间维度。
13,质子模型
电子是能量形成的驻波,根据质量的本质,我们猜想正电子空间向内折叠即是质子,质子具有一个时间维度和六个折叠的空间维度。或者根据伽玛射线在原子核高维空间中穿过后转换成电子,我们可以猜想,如果正电子掉进更高维度空间就会转换成质子。
由于质子是正电子折叠而来,电子是二叶扭结结构,所以我们猜想质子是三叶扭结时空结构。
电子、质子模型如下图所示:
以此类推,理论上还存在四叶扭结,五叶扭结等粒子,由此可见,基本粒子只是时空扭结,夸克并不存在,电子和质子都是不可再分的基本粒子。
当伽玛射线转化成电子的时候,行波转换成驻波,形成的是一个闭合的电场,即生成一个电子,可见电子并不是宏观意义上的粒子,电子并没有真实半径,只有闭合电场环 直 径 。
根据德布罗意的物质波理论,我们将粒子视为一个驻波,则有波长等于环径:λ=d ,联合能量公式hν=m C^2 和光速公式νλ=C,我们即可算出电子环直径d=2.4*10^-12米。同理,可算出质子直径d=1.3*10^-15米。
对比以上的数据,我们发现:元子质量/电子质量=电子波长/元子波长,元子质量/质子质量=质子波长/元子波长,此公式适用于任何基本粒子。由此可见:宇宙所有基本粒子都是由元子塌陷 卷缩 而成 。
14,原子核模型、中子模型
根据电子和质子模型可知,电子和质子都是基本粒子,不可再分,所以原子核内只有质子和高能电子(π介子)。根据泡利不相容原理,每个能级最多只能容纳一对自旋相反的高能电子,每个高能电子周围最多只能容纳一对自旋相反的质子。核内电子排布规律与核外电子排布规律相同。所以在原子核中只有单个质子和高能电子组成的不饱和结构(中子)及两个质子共用一个高能电子的饱和结构,可见:核子数是4n且为饱和结构的原子最稳定 。
以下是氢、氘、氚、氦、锂、铍的原子核模型:
在原子核中两个质子共用一个电子,当它们被轰出原子核时两个质子其中一个带着电子,带着电子的那个便是中子,中子不是基本粒子,十五分钟后会衰变成质子和电子。此过程如两个学生在球场打篮球,你争我抢共玩一个篮球,当他们被校长轰出球场时,其中一个学生带着篮球,到了教室后才把篮球放下。这里的学生比喻成质子,篮球比喻成电子,轰出球场比喻轰出轰出原子核,带着篮球的学生比喻成中子,放下篮球比喻成中子衰变。
十一,夸克禁闭、渐近自由
根据质子模型,质子是一个驻波折叠成的三叶扭结,是一个整体,不可再分,破坏扭结任何一处,整个结构将会解体,所以「夸克」不能单独现身,这便是夸克禁闭,当然夸克并非真实存在,只是个数学模型。
质子如同一根首尾相连的弹簧扭结,试图分开扭结的任何一部分都会导致弹簧扭结越拉越紧,这便是渐近自由。
十二,量子纠缠
两个电子发生纠缠,一个自旋向上,同时另一个自旋向下,磁距方向相反,纠缠电子对通过磁力线连接,如下图
由于自旋方向一直变化,我们将模型简化一下,用一个钟来表示,指针指向表示自旋方向,指针在0到360度之间一直走动。让一对电子发生量子纠缠就是把一个钟的指针调到12点方向,另一个调到6点方向,不管在任何时候,两个钟的指针一定指向相反的方向。
电磁波的真空传播速度是30万公里/秒,电磁波有三个时空维度,电磁波在传播时电场与磁场需要不停转换,而纠缠量子对只是通过磁力线连接,只有一个维度,少了一个时间维度和空间维度,即相比电磁波多出一个光速维度,根据上篇的维度计算方法,量纲消掉时数据要参与计算,所以量子纠缠的速度是|光速|^2,即量子纠缠速度是光速的30万倍。
一对纠缠粒子是通过磁力线连接,即通过元子连接,元子的波长是116亿光年,所以纠缠粒子的距离也不能超过116亿光年。
十三,基本作用力统一
根据能量公式:
E= n ћ ν ①
光速公式:
c=λν ②
波长公式:
λ= 2 π r ③
将公式②,③代入公式①可得能量公式:
E= n h ν = n ћ c/r ④
根据力与功关系式:
E= FS ⑤
物体所获得的能量等于力所做的功,运动距离等于物体离质心的高度,即圆周运动半径。
r = S ⑥
联合公式④,⑤,⑥代可得到公式
F = n ћ c/r^ 2
可根据n的不同取值推导出基本作用力,如下表所示:
统一作用力公式中n的取值在引力、电磁力和强力中有三个变量,分别是普朗克质量,普朗克电荷和基本电电荷,我们统一用速度来表示。
根据测不准原理,电子的位置和动量是不能同时确定的,即电子不可能完全静止,既然电子不可能完全静止,我们即可求出电子的最低运动速度,我们将电子的最低运动速度命名为普朗克速度Vp,我们假设位置不确定值ΔX 达到最大值,即为元子波长1.1*10^26米,将元子波长与 电子质量代入不确定性原理公式ΔX ΔP ≥ ћ/2 中求极值,ΔX ΔP = ћ/2 , 得到物体电子最低运动速度是5*10^-31米/秒,即普朗克速度Vp=5*10^-31米/秒。
电子的核外运动速度约为光速的1/137,即ac(其中a是宇宙精细结构常数,c是光速),而电子的合速度是c,求得电子的剩余速度V=C√(1-a^2)。
原子最外层电子运动速度/电子剩余速度≈1/137
普朗克速度/电子剩余速度≈1/10^39
根据以上的速度关系我们可将统一公式写成相对论形式,
F = n ћ c/r^ 2 √ ( 1-v^ 2 /c^ 2 )
如下表所示:
其中Vp普朗克速度,引力是在普朗克速度下的相对论效应,电磁力是电子速度在ac(a为宇宙精细结构常数,c为光速)时的相对论效应,强力是核子在c√(1-a^2)时的相对论效应,由此可见:引力,电磁力, 强 力只是同一种力在不同速度下的相对论效应。
十四,基本作用力的产生机制
根据元子、电子、质子、中子、原子核模型得知,原子核是由质子和高能电子组成,原子核内质子与高能电子发生相互作用力即为核力,核内单个质子和高能电子可组成一组,或两个自旋相反的质子共用一个电子组成一组。强互相作用力是发生在本组质子与高能电子之间相互作用力 ;弱互相作用力是非本组质子之间的相互作用力、非本组高能电子之间的相互作用力、非本组质子与高能电子之间的相互作用力三力之和,可见弱力是合力,不是基本作用力 ,弱力需要三种介子传播。
库仑力是电荷之间的作用力,电荷产生磁场,磁场之间的相互作用力是磁力,电磁可以相互转换,所以库仑力和磁力统称为电磁力。元子是宇宙基本组成单元,一个电子包含的元子数可以由它们之间的能量关系计算出来,元子能量Ep=1.798298*10^-52焦耳,电子的能量Ee=8.2*10^-14焦耳,用电子能量/元子能量:Ep/Ee=4.5*10^38,即一个电子是由4.5*10^38个元子组成。
从下图可以看出,带电粒子形成磁场,两个磁场相互作用时,中间部分磁力线无法形成闭环,只能与其他磁场相互作用,每个电子是由4.5*10^38个元子组成,所以每个电子产生的磁力会有1/4.5*10^38的能量破缺,这部分破缺的磁力便是引力。所以引力是磁力余力 。
强力是核内电荷产生的磁力,同样会形成4.5*10^38条磁环,如果我们将强力值设为1,则引力约为强力的1/4.5x*10^38,即强力约为引力的10^39倍。
十五,引力子、力的作用距离
根据上面的分析我们得知,引力是由时空传播,即由元子传播,所以元子就是引力子。
引力子的能量Ep=1.798298*10^-52焦耳
引力子质量mp=2.008*10^-68千克
引力子波长λp=1.1*10^26米,约为116亿光年
引力和电磁力都是通过时空传播,即通过元子传播,元子的波长约为116亿光年,所以引力和电磁力传播最远距离为116亿光年,相隔距离超过116亿光年两个物体之间不存在引力和电磁力作用。
在均匀平坦的三维空间里,能量扩散与距离的平方成反比,因为能量均匀分布在r为半径的球面上,球面面积是4πr^2。即在距离中心r的一点处,它的能量只有中心处能量1/r^2,这就是平方反比定律。以此类推,在n维空间里,能量的扩散与距离r就是n-1次方成反比。原子核内的空间是七维的,那么核力应该与距离的6次方成反比,同样的,奇点有11个空间维度,在奇点(黑洞)内,力与距离的10次方成反比。奇点维度比物质和能量都高,所以奇点不但可以吸收空间还能吸收物质和能量。
由于核力发生成质子与核内高能电子之间,质子有7时空维度,核内是高维度空间,所以核力是高维度空间作用力,核外是四个时空维度的低维度时空,核力被限制在高维度核内,无法在低维度时空传播,所以核力出不了原子核,是短程力。
参考资料:略