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超大统一理论简化版

2024-07-04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。
一 , 时间运动与空间运动
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
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:
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。
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,基本作用力统一
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。
九,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*1038,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,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。
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