地球是空心球体的计算证明.docx

地球是空壳球体的计算证明（Email:）中文摘要：物质的量子化描述和时空的几何化描述之间彼此不具有相容性，以及广义相对论中时空曲率无限大(意味着其结构成为微观尺度)的奇点的出现，这些都要求着一个完整的量子引力理论的建立。电磁场的光子波动与物质场的德布罗意波动可通过相对论的质能关系式建立起数学上的统一换算关系，从而将电磁场物质量子场万有引力场通过德布罗意波动联系起来，成为统一的广义德布罗意波动场，又从形式逻辑和辩证逻辑的角度得出狭义相对论正命题与逆否命题等价的结论，它们是同一命题的两方面，可以相互参照，扩展了狭义相对论内涵，使之可应用于超光速运动，从而将弯曲时空与量子时空统一于欧氏空间，进而得到简化的广义相对论引力场方程有精确解且量子化，及适用于所有相互作用的引力场曲率常数k。揭示了引力场德布罗意波的实质。经过计算得出地球不是实心球体，为空心球体的结论。中文关键词：狭义相对论 广义相对论 量子力学 统一场PACS代码：140.1550英文标题：Compatible with general relativity and the quantum mechanics and gravity quantization英文作者单位：Shandong Shanxian County Dong Weidong of Heze University zip code 274300 英文摘要：The article from the Angle of formal logic and dialectical logic, it is concluded that special relativity is a proposition with topsy-turvy propositions equivalent to the conclusion that they are the two aspects of the proposition, can be cross-referenced, expanded the connotation of the special theory of relativity, can be used in the speed of light sport, enlarged the application range of the special theory of relativity, then a simplified gravitational field equations of general relativity have exact solutions, and applies to all interactions of gravitational field curvature constant k. Reveals the essence of the recoil momentum in the gravitational field.英文关键词：Special relativity topsy-turvy proposition Superluminal general relativity quantum mechanics引言：光速不变假设得出狭义相对论正命题的结论，而基于狭义相对论正命题的广义相对论得出光速可变的推论，最新光速可变理论认为光速（以c表示）是时空的函数，因此不是确定的数值。光速不变对应四维黎曼时空，计算复杂，无精确解，逻辑上逆否命题与它的正命题等价，狭义相对论逆否命题光速可变的结论直接与广义相对论对接，不同的时空统一于欧氏空间，所以从狭义相对论逆否命题演绎广义相对论，所有计算均在欧氏空间。小球落到正在加速的火箭的地板上（左）和落到地球上（右），处在其中的观察者会认为，这两种情形下小球的运动轨迹（包括尺度与时间）没有区别；而根据相对论，左图参照系相对右图参照系尺缩钟缓。它说明尺缩钟缓只是狭义相对论从单方面做的测量计算，相对运动的双方相互测量存在同样的结果，可以约除，相对静止参照系内部的结果才是物质性的，所以现实世界的度量系统（时间、长度等）在不同的参照系具有协变性，处于不同的参照系之中观察度量系统是不变的，这种不变是物质性的而非运动性的，不随参照系而变化，因而度量不变是物质世界的客观性质，不随运动而改变。所以可以将它作为一个真实命题进行逻辑推理。我们将它称为度量协同原理。度量协同实质是物质性不变，体现了物质不灭原理，从这个角度观察，物质世界惯性系与非惯性系的区分是多余的。由此得出下面的结论：狭义相对论正命题：光速不变尺缩钟缓。 狭义相对论逆否命题：度量系不变光速可变。统一引力场的德布罗意波模型笔者认为，光速不变建立在实验物理学之上，光速可变是它内涵的外延，二者等价，不会导致现代物理学重写。光速可变作为光速不变的补充，在物理学中二者可相互参照：我们知道，广义相对论方程是一个以时空为自变量、以度规为因变量的带有椭圆型约束的二阶双曲型偏微分方程。它以复杂而美妙著称，但并不完美，计算时只能得到近似解。最终人们得到了真正球面对称的准确解史瓦兹解。处在弯曲背景下的量子场论，并非引力的量子理论，显示了量子场论中一些假设无法延伸到弯曲时空，完善的量子引力理论更不用说了。现在我们从狭义相对论逆否命题出发结合等效原理演绎广义相对论，“光速可变”把量子力学与广义相对论的时空统一起来，自然避开了黎曼空间几何张量分析偏微分方程，所有计算均在欧氏空间，不但得到简化的公式，存在精确解，且引力量子化。由上图看出，在加速参照系中，光线与物体获得相同的加速度a，等效于引力加速度g，所以引力场中，g = a = ac 。以下图为例，我们以狭义相对论等价的逆否命题“光速可变”理论为基础，基于爱因斯坦等效原理，建立与广义相对论等效的量子引力理论及场方程：1.光速“二象性”假设光的“微粒说”在说明折射时，认为光在水中的速度要大于空气中的速度；“波动说”认为光在水中的速度要小于空气中的速度，从光的“波粒二象性”角度看，两个结论都对，光速也存在“二象性”，从不同的角度讨论，采用相应的光速，二者的区别不是所谓“相速”与“群速”，可称为“牛顿微粒速”和“惠更斯波动速”，二者存在与介质“参照系”性质有关的相对论关联，“粒子波速”和“波动波速”同时统一地存在于同一光束，粒子性是内在的，波动性是外在的，二者是统一的，可以相互转化，同一束光“粒子波”频率大于“波动波”频率，光线从光疏质射入光密质后，“粒子波”速变大，“波动波”速变小，同一束光的“波动波速”不变，而它的“粒子波速”是时空的函数。2.同一波源的波长相对不变假设：同一波源的波长相对不变，变化的是振幅能，所以傅立叶分解得到的光子体系与现实光子只有能量的对称，而现实光子波长是不变的，量子变化的是能量，波动学的速度与波长的关系不属于同一谐振，同一介质波长变大的原因是，当子波半径足够小时，粒子能得到显现，并在波的边界转化为波动能，粒子能大于波动能，但粒子波速小于介质波动波速，从而改变了子波的频率，让子波动频率变小，介质波速不变，从而子波波长变大，子波的包络形成新的波前，原波源的波长随之变大，波的边界“粒子”与“波”质能发生转换，不同的波速对应不同的时空，同一介质干涉衍射波长改变，不再属于原谐振，光强与光子数有关，与频率无关，是光的粒子性，而非波动性，光强“正”对应的光速是“微粒象波速”，光强同时还“负”对应一个“波动象波速”同一辐射源是同一谐振，频率波长是系统固有属性，始终是不变的，能区分的只有光波的强度，相同频率相同波长的光可有不同的光强，光速c是不同光强光速的平均值，是常数，不同光强的光有不同的光速（以光速不变假设它们则处于不同的能量时空），同一辐射包内涵不同的光速，光速的变化既是连续的又是量子化的，平均值始终是常数。以光速不同区分光能，爱因斯坦弯曲时空被拉直，黎曼空间成为欧氏空间。综上所述，同一谐振子系统对应同一波长和连续量子变化的光速场。引力波源自同一谐振子系统，所以波长是不变的，引力场对应一个连续量子变化的光速场。3.引力场的德布罗意物质波假设在光具有波粒二象性的启发下，法国物理学家德布罗意(18921987)在1924年提出一个假说，指出波粒二象性不只是光子才有，一切微观粒子，包括电子和质子、中子，都有波粒二象性。他把光子的动量与波长的关系式p=h/推广到一切微观粒子上，指出:具有质量m 和速度v 的运动粒子也具有波动性，这种波的波长等于普朗克恒量h 跟粒子动量mv 的比，即= h/(mv)。这个关系式后来就叫做德布罗意公式。从德布罗意公式很容易算出运动粒子的波长。场波动的波源是谐振子，一维谐振子吸收或者发射能量时，是以与振子的频率成正比的能量子=h为基本单元来吸收或发射能量,谐振子吸收或发射的能量只能是h的整数倍，比例常数h对所有谐振子都是相同的，当然包括引力波。根据广义相对论，引力波是横波，传播速度为光速。引力场计算模型的建立依据，除物质结构光谱学，还源自德布罗意假设，即引力驻波有 2 r = n 其中n = 1，2，3， ，引力场角动量（假设引力是核-电结构电磁场次生的反冲动量） 4.质量与对应场稳态假设质量与它的对应场属同一谐振子系统，具有相同的频率，引力场在梯度线上没有相对运动，时间概念似乎是多余的。因为只有这样才能形成经典物理的引力场梯度。5.质量波动与能量波动可统一换算假设引力场和实物粒子处在不同能量空间，质量是能量的聚态，质量的外部引力场与外部波动态和质量内禀能量场波动必须通过换算才能统一计算。德布罗意假设成功地把光学中对波和粒子的描述应用到实物粒子，和光子的能量和动量公式相类似，仍然使用普朗克常数h，共同的普朗克常数，似乎暗示质量波动与能量波动之间存在关联，德布罗意物质波波能 E=h是物质的外部波动，爱因斯坦E=h是光的波动，二者是统一的，但质量聚集了大量能量在相对极为狭小的空间，其内部波动与前二者既有本质区别又有本质联系，要想建立内外波动的统一关系，必须通过爱因斯坦质能关系式E=mc2换算为统一的光能波动，物质聚态的内禀波动和整体外在波动两种波动就像在两种介质空间，波速肯定差异很大，但狭义相对论的质能关系结论与广义相对论的光速可变推论给我们将二者统一起来提供了可能，依据公式E=h,E=mc2,w=h/mv,c=h/mc,换算波长统一为： 由此可知，粒子波动形成能量分布，能量分布形成时空性质包括引力场性质，即时空 = 粒子 = 波爱因斯坦张量粒子的能量动量用波的频率和波长代替能量动量上公式我们先验地应用了质量与场的稳态假设。德布罗意假设=h/p,p=mv,=h/mv,成功地将实物粒子的质量速度与波联系起来，上公式则将实物粒子波与它内部质量对应的能量波动联系起来，而质量内部能量波动与它的外在场存在必然联系，从而质量与它的场建立起量子力学的数学联系。依据上述5个假设，我们自然得到下图所示物质波引力场计算模型(n-1)c/nnc/n = c物体外的引力子驻波轨道数N是一有限值，周长是波长的整数倍，n=1，2，3， 间距为/2,最小驻波波长为3(的最小圆周)，依次为456n，可变光速CV最小值为3/t =3c/n波速c递减5c/n4c/n3c/ncCvM理论上r=处光线不受引力场作用，光速值为常数c，实际引力场有效半径为一常数R。引力场驻波在R处的能量与不受引力场作用的光速c相同，所以波速在R点等于光速c，由R指向质心驻波波速依次减小1/t，从而形成次第不变的反冲加速度a c=/t Rr43 反冲加速度a（n-2）(n-1)驻波周长S递增n由上图可知，同一引力场驻波的物理特性要求测量值不变，边缘R的能量与外来光线能量相同故要求它们波速相同，同为常数c。引力场实为物质空间的膨胀，空间拓扑同伦，物质与场的统一性质和稳态性质要求同一引力场内所有引力子驻波绕物体波动一周所用时间t是相同的（由图可推算出t=n/c），引力子每旋转一周形成一个驻波环，每形成一个驻波环则周长增加1，时间t不变和稳态均要求引力子必须在相邻驻波环之间产生一个相应的加速度a =/t。的引入使牛顿经典理论的a = K不再随r逐点连续变化，而是量子化的，a的变化波长量子h =。相邻驻波环之间a为常数，引力子在引力场梯度线上没有相对运动，时间概念是多余的。因为只有这样才能形成经典物理的引力场梯度。所以就象原子具有分立能级，能量只能取一系列值，n 越大能量越高一样，愈向外引力子旋转速度愈大，以内环引力子旋转速度为光速，外环引力子旋转速度一定大于光速，从小旋转位置看大旋转，空间似乎在扩张，所以宇宙的“超光速”膨胀是重力场旋转造成的错觉。能量有趋于均布的特性即能量扩散，外来光线（光速为常数c）进入引力场，逐一填补引力圆的波速差而获得加速度ac。 设有一物体m受M球形对称引力场（注意，这里所说的引力场应理解为引力场的场强）作用，这个引力场在r时消失，在离M很远的地方可以认为没有引力场，所以R点对应的光速值为常数c,根据能量守恒定律，从无穷远R降落到r的质量为m的物体，其能量的变化，等于在无穷远(物理上应该为一有限值R)和在该地方的引力场的势差和物体质量m的乘积，又依据等效原理，光线m所受作用与物体m等效，得： （1）根据狭义相对论逆否命题，度量衡不变，光线光子m受引力场作用，质量恒不变，两边约去m,得： (2) 根据狭义相对论逆否命题光速可变等效原理和上图数据，光线受M的引力场作用将次第在相邻引力子驻波环之间产生一个加速度a c=/t = c /n , 次第等于引力子抛射加速度，方向相反，引力场中同一点被作用光线速度： = c + (N-Nr)c/n, 引力驻波速度 c - (N-Nr)c/n . 存在换算关系。由图可算出：质量体M所有引力子驻波数目N = n 2，从质心到点r,数目Nr = (2r/)-2,驻波间距/2， 综合上图数据，我们得到关系式： (3) 根据狭义相对论逆否命题光速可变而度量不变，h仍为常数，引力场光子质量m恒不变，引力场相邻引力驻波加速度ac=/t = c /n不变，物理时空适用牛顿经典理论，s = v0 t + at2 , 2as = vt2 - v02, a = g，得到引力场引力子从点抛射到点的运动学关系式： （4） 从引力场的r点抛射到引力场边缘R点的运动学关系式： 是a的特解，为从引力场边缘坠落至M地表的加速度，为M地表加速度，为引力场边缘加速度； 联立（1）（2）（3）（4）的所有方程，解方程组，得引力场方程： k=2(2c2+3-c-3)r43mc2 (rh=/2)（质量单位取千克，长度单位取米）()将实验室实测G值6.6710-11 Nm2 /kg2代入公式可算得地球厚度为650.893423千米，大约为地球几何直径的1/10，地球是一个空壳球体，在距地球表面以下约100公里的上地幔中，有一个明显的地震波的低速层，这是由古登堡在1926年最早提出的，称之为软流圈，它位于上地幔的上部即B层。在洋底下面，它位于约60公里深度以下；在大陆地区，它位于约120公里深度以下，平均深度约位于60250公里处。现代观测和研究已经肯定了这个软流圈层的存在。也就是由于这个软流圈的存在，将地球外圈与地球内圈区别开来了，实质是炙热熔岩形成的物理测量界限，不同的物理空间有不同的度量，穿越界限后，地震波实测数据是拓扑的，就象透过热空气拍摄的图像是失真的。地震波除了在地面以下约33公里处有一个显著的不连续面（称为莫霍面）之外，在软流圈之下（拓扑数据开始失真），直至地球内部地震波测算值约2900公里（受炙热熔岩的影响，声波传播速度变小，传播时间t增大，相对数值变小，拓扑数2900公里折算后数值变小）深度的界面处，属于地幔圈。由于地球外核为液态，在地幔中的地震波S波不能穿过此界面在外核中传播。P波曲线在此界面处的速度也急剧减低。这个界面是古登堡在1914年发现的，所以也称为古登堡面，它构成了地幔圈与外核流体圈的分界面。整个地幔圈由上地幔（33410公里?）、下地幔的D层（异度量物理空间的10002700公里拓扑变小，计算值10002700公里折算后变小）和下地幔的D层（异度量27002900公里深度，拓扑数据折算后变小）组成。地球物理的研究表明，D层存在强烈的横向不均匀性（熔岩炙热的影响），其不均匀的程度甚至可以和岩石层相比拟，它不仅是地核热量传送到地幔的热边界层，而且极可能是与地幔有不同化学成分的化学分层，实质是炙热熔岩形成的物理测量界限。 地球是一个空壳球体，地震波数据是拓扑学数据。根据公式，地球厚度为650.893423千米，中上层夹心处有炙热熔岩圈。球壳内侧与地表物理性质相同，天空广阔，中心是天球的立体镜景象，引力聚焦的太阳阳光柔和，背向太阳时称为暗夜，岩石圈向空气输送氧气，地表有生物和高级生命存在，他们的交通工具能量来源于腔体内高密度的光子。引力常数k与r、R均相关时，引力场半径RrkrR=R2r3Mc2(r-R)(r与R为的整数倍) 将实验室实测G值6.6710-11 Nm2 /kg2，r=6400千米代入公式可算得地球的引力半径Rr=-1.346022568488171011米或Rr=23.37364139556884765625108米，负R值的绝对值约等于太阳系直径的10倍，太阳系受地球吸引反包围地球旋转，它的厚度约为引力场半径的1/10；正的R值从地球延伸至天王星轨道内侧，两侧分别坐落三颗天体，以地球为中心它们的角动量相等设rR，忽略一次r项，计算r从地表起，得到公式k=Rr3MC2将地球质量5.981024 千克,半径6400千米和实验室实测G值6.6710-11 Nm2 /kg2代入公式可算得地球引力场的质量作用半径R为380千米，是质量逃逸地球束缚的界面半径，恰好处在地球大气散逸层的下限所在的在大气层的热层如若引力常数k与r不相关，引力场半径RkRk=kMc2 +ck2M2c2+4r3kM2r2 ()将实验室实测G值6.6710-11 Nm2 /kg2，r=6400千米代入公式