引力理论和引力速度测量

引力是最早被认识的物理相互作用,它由Newton经典理论和Einstein的广义相对论描述。相对论包括狭义的（SR）和广义的（GR）,其中空间和时间是一体化的,而GR也被称为几何动力学。在Newton理论中引力速度是无限大,而在Einstein理论中引力速度是光速。GR认为引力与电磁力不同,是弯曲时空的纯几何效应。GR还预言存在引力波,但即使经历了近百年的实验和寻找,它仍然只是物理学家头脑中的想象。本文认为空间、时间是物理学中的独立概念,所谓空时（或时空）在自然界并不存在,没有实在性。所谓空时（或时空）无法测量,故无科学意义。所谓＂时间弯曲＂更是无意义的不通的表述。在引力理论中,Newton平方反比定律（ISL）非常重要,而且极为精确。Newton理论中引力首先是力,抓住了事物的本质。很久以前许多著名科学家就知道引力传播速度比光速大很多（vGc）,他们是I.Newton,P.Laplace,R.Lmmel,M.Born,A.Eddington,T.Flandern等;他们普遍认为引力如以有限速度（光速c）传播,绕日运动的行星由于扭矩作用将不稳定。1805年Laplace根据月球运动分析认为引力速度v6G≥7×10c。人们考虑了不同的引力理论模型,例如把引力当作平坦时空中的力作用,从而研究得出引力速度大于2×1010c——Flandern根据双星轨道计算得出此值。上述多个结果均与所谓引力波无关。电磁学中也有类似现象,当计算电荷产生的静电场,或天线近区的静态场,结合实验竟发现Coulomb场传播速度可为超光速,vs=（1.01～10）c。由于Coulomb场也是ISL,其结果与引力传播相似。虫洞和曲相推进完全是GR理论的产物,建基于时空一体化和弯曲时空的理念。虽然人人都知道SR断言＂不可能有超光速运动＂,但GR在实际上却否定了这一说法,表明相对论内部有不自洽性。但这些研究都断言需要有能量为负的奇异物质,证明加强对负能量研究是重要的。本文最后把引力传播、静态Coulomb场传播、量子纠缠态（QES）传播三者作比较,它们都存在超光速现象。虽然我们无法指出造成这些现象的原因,但却能找出现象的规律,并为自然界的奇妙感到惊奇。

类星体实验表明引力速度与光速相等

据英国 Nature,2003,421:198报道,科学家通过类星体实验计算出引力速度与光速相同,由此证明了爱因斯坦广义相对论的正确性。引力速度对统一广义相对论和量子力学两大理论十分重要,但是目前对引力速度的测量精度,尚不能对这种统一给出肯定抑或否定的结论。2002年9月8日,木星从一个遥远的被天文学家命名为 J0842的类星体前面经过。

探讨计算太阳系内行星的引力加速度

引力是存在于太阳系星体间的作用力,能够引起比较直观的自然现象。引力加速度是反映引力作用的一个物理量,文章着重用牛顿运动定律和万有引力定律对比分析太阳系行星的引力加速度和地月系统内不同位置的月球的引力加速度及误差,表明用牛顿运动定律和万有引力定律计算的行星的引力加速度吻合得很好,具有一定范围的准确性,即太阳系行星的引力加速度与太阳质量成正比,与行星距离太阳的距离成反比。同时,验证了牛顿的万有引力定律在处理地月系统近点和远点的正确性。因而,万有引力定律的普遍性可以推广到更大的天体系统范围使用,从而认识到引力理论对人类发展的重要性。

引力传播速度研究及有关科学问题

在Newton理论中引力速度是无限大,而在Einstein理论中引力速度是光速。广义相对论(GR)认为引力与电磁力不同,是弯曲时空的纯几何效应。但现在应思索某些不同的引力模型,例如把引力重新当作平直时空中的自然界的力的传播,从而又研究得出引力速度大于2×1010c(c是真空中光速)。虽然超光速的力传播违反Einstein的狭义相对论(SR),却符合Lorentz的相对性理论(LR)。……对宇航界的推进器动力学科学家而言引力是很重要的;近年来太空科学呼吁实验物理学家研究比光速更快传播的信号源。引力以超光速传播的可能将激励科学家们作进一步实验与探索。

一种验证引力速度可能的实验方法--与汤克云研究员和黄超光研究员商榷

我国学者不久前进行了利用重力固体潮观测资料验证广义相对论关于引力速度等于光速的研究.汤克云研究员的论文认为,重力固体潮观测资料验证了引力速度等于光速;而黄超光研究员的论文则认为,汤克云论文的重力固体潮观测分析与引力速度无关.本文认为,由于时间测量精度比重力测量精度要高得多,所以进行这项研究,走时间测量的技术路线应该比走重力测量的技术路线更为现实,从而提出了基于地球引力的"GPS卫星实验方案".

引力加速度估计函数用于快速准确的引力计算

介绍一种实用准确的计算量相对很小的引力加速度估计函数方法。试验结果表明其计算量与全阶数的引力估计函数相比几乎可以忽略,而二者计算精度相当。此方法的唯一缺点是存储量较大。

空间目标的地球引力加速度分析及工程实现

目前国内缺少针对雷达观测数据的空间目标定轨开源软件,给从事雷达系统设计的非轨道力学专业的研究人员带来不便。研制定轨软件的核心内容是摄动加速度计算,它是实现高精度数值轨道计算的基础。为此,本文以地球引力为例,介绍了地球非球形引力摄动的数学原理,给出了加速度计算的程序设计思路,实现了接口函数并集成到笔者前期开发的雷达定轨函数库(RadarOrbDet)中。实验结果验证了本文接口函数的有效性,表明该定轨函数库可以辅助科研人员进行雷达系统设计。

单摆周期与等效引力加速度关系定性演示装置

单摆的运动规律是高中物理必修内容之一，探究单摆的周期公式是每个中学生要做的基本实验。然而一直以来，中学物理教材中很少介绍如何研究单摆的运动周期T与重力加速度g之间的关系，中学实验室里也没有专门的实验器材。本文设计的装置以铁球作为摆球，并在其下方用永磁体布置一个在局部范围大致匀强的磁场，

固体潮观测确定引力相互作用传播速度与光速相同

万有引力定律不含时间,不少人认为是超距作用理论,引力可瞬间传播。狭义相对论指出,光速是物理作用速度上限。科学家一直在寻找测量引力速度方法。2012年11月《科学通报》报道中国科学家用重力固体潮观测数据,在时间域分析,得出引力光速传播的结论。本文从重力固体潮理论、计算、天体位置确定等方面,指出固体潮理论隐含引力速度与光速相同。由固体潮观测值与理论值符合,可得出引力相互作用传播速度与光速相同。本文根据武汉站超导重力仪长序列数据分离出月亮M2波和太阳S2波相对于理论值的相位差均接近于零,符合固体潮理论的结果,再次得到引力以光速传播结论。由日月位置须作光行差校正的天文常规操作,从逻辑上可得出:引力相互作用传播速度必定与光速相同。

引力场中粒子的加速度

本文利用Ｅｉｎｓｔｅｉｎ场方程导出了粒子在球对称引力场中运动时加速度的表达式。当粒子处于弱场及低迷（ｖ＜＜Ｃ）时，加速度的表达式自动过渡为Ｎｅｗ－ｔｏｎ引力加速度。

地球引力加速度及其偏导数的计算

本文详细推导了地球引力加速度及其偏导数的计算公式，给出了一组用来计算正规化球谐函数的递推关系。这组递推关系优于一般文献上所给出的用来计算非正规化球谐函数的递推关系，它避免了由于不同阶、级非正规化球谐函数数值相差过大而引起的计算精度的损失。在卫星精密轨道确定中已经证明这种算法是非常有效的。

试评LIGO引力波实验

物理学的一些基本问题体现在对空间、时间、引力的看法上,由Newton建立的经典力学(CM)作了清楚的阐述。1905年Einstein提出的狭义相对论(SR)当中根本没有对引力的思考,而在1908年Minkowski说"从今以后空间、时间都将消失,只有这二者的结合保持为独立的实体"——他指的是spacetime概念,译作"时空"或"空时"。这概念立即体现在1916年问世的广义相对论(GR)中,并发展为引力波理论——质量使时空弯曲,当物体加速时它沿着弯曲时空(curved spacetime)以光速发出涟漪,即引力波。然而查遍计量学书籍文献也找不到一个独立的称为"时空"(或"空时")的物理量。spacetime概念要表达什么,是模糊不清的;时空一体化是整个理论体系的基础,而这个"地基"令人怀疑。2015年9月14日,美国激光干涉引力波天文台(LIGO)的2个检测器同时收到一个瞬态信号;据此LIGO团队宣布说:"我们已从两个黑洞的合并观测到引力波,因为检测到的波形与广义相对论的预测一致"。这不像是真正令人完全相信、十分放心的科学发现方式,因为你无法确认它真的是由"引力波"造成的。虽然信噪比较高,但是它也可能来自别的原因。所用数值相对论(numerical relativity)方法并不很好,因它有许多误差源和非线性影响。至少可以说,目前的"发现"离1887年Hertz发现电磁波的实验还有很大差距,有待查明是事实还只是一种迹象。"引力速度"与"引力波速度"是不同的概念。很久以前许多著名科学家就知道引力传播速度比光速大很多(vGc),他们普遍认为引力如以有限速度(光速c)传播,绕日运动的行星由于扭矩作用将不稳定。再者,说"引力波以光速传播",似乎它也是电磁波谱上的一员,这是荒唐的。引力理论和电磁理论一直互相独立地、平行地发展;可以借鉴电磁学的成就和方法论,但凭什么把电磁波的速度(光速c)也拉过来安到引力波(假如存在)的头上?可以判定,GR所谓引力波和引力子一样,其存在性可疑,至少还需再作讨论。最后指出,引力场作用是唯一的不能充分与量子理论吻合一致的相互作用,而它是人类最先知道的物理作用。GR描述了这种作用,但它是非量子的,因而也是一种经典理论。GR也可以称为几何动力学;然而GR建立在时空一体化和必定有弯曲时空的基础上,令人疑虑。更何况,根据已发现的某些新的物理现象,由此认为需要寻找比GR更基本的理论。近年来国际上展开研究了"修正的Newton力学",我们认为是重要的动向。

雨滴下落的收尾速度

参考教材 [1 ]讲到 ,雨滴自高空自由下落 ,到达地面时速度可达每秒数百米 ,对人类十分危险 .但实际上由于重力、空气的浮力和阻力的共同作用 ,才使得人们得以享受栉风沐雨 ,免遭伤害 .本文就与此有关的收尾速度作些讨论 .

对“速度”的研究和讨论

速度是联系空间和时间两个基本量的物理量;它本身不是基本量而是导出量,但其重要性日益凸显。可以说,一部科学技术发展史就是人类不断改进和提高速度的历史,因为更高速度代表以较少的时间代价征服更大的空间。速度是一个宏观参数;对微观粒子而言,量子力学采用波函数描述其状态及统计解释,放弃经典力学中采用的v→=d r→/dt及p→=m v→的传统方式,因此提出恰当定义是困难的。但作为一种半经典的处理方式,速度概念仍用来描述微观粒子。本文突出了大航天时代对提高飞行器速度的迫切要求,以此作为讨论宏观物质速度的核心内容。然后深入探讨了微观粒子速度、波速度、物理相互作用速度等重要问题。指出:对波动的运动速度要有新认识,承认其标量性和负波速的独特意义。实际上,在波科学中负速度是超光速的一种特殊形式。在物理相互作用的传播速度方面,着重讨论了引力传播速度、Coulomb静电场传播速度、量子纠缠态传播速度这三方面的研究进展,说明在这些方面都用理论或实验证明了存在超光速传播的现象。实际上,近年来,多国科学家研究超光速的热潮极大地促进了对速度问题的探索。但是,所谓"超光速宇航"仅为一种大胆的设想,任何过于乐观的估计都是不切实际的。

一种不规则小行星附近周期轨道全局搜索策略

研究不规则小行星附近的自然周期轨道,有助于更好地认识小行星附近的动力学特性。周期轨道的搜索过程需要频繁地进行轨道递推,其中绝大多数的计算时间消耗在不规则小行星附近的引力加速度计算中。为提高加速度计算效率,提出一种不规则小行星引力加速度快速估计方法;在此基础上,通过参数空间内随机化粗略搜索获得周期轨道的初值猜想;利用遗传算法在初值猜想附近区间进行精细搜索,找到周期轨道的初值。通过对不规则小行星433 Eros附近周期轨道的搜索,对其附近不同形状的周期轨道进行了分类,分析周期轨道在小行星附近的分布规律。

超光速研究中的几个理论问题

宇宙早期的强子时期，光速比c大，实际上可达v=75c。故光速随时间缓慢减小，从v降低到今天的值（c）。另一方面，根据对128个类星体吸收线的测量，在过去的6．12Ga期间，精细结构常数a平均增大了6×10^-6，科学家们认为可能是光速变化造成的。对上述效应进行研究以了解宇宙的过去是有趣的。还深入讨论了超光速研究中的一些问题——微观粒子速度的定义，引力速度，量子纠缠态作用速度以及超距作用。对这些概念有了更准确的理解。

广义相对论中引力传播速度的测量问题

牛顿万有引力定律认为引力场的传播不需要时间,是瞬时相互作用,而广义相对论认为瞬时相互作用是不存在的.因此,在观测和研究引力潮汐时,牛顿万有引力定律是否需要修改是一个值得探讨的问题.本文说明在现有的广义相对论框架下,牛顿引力定律是完全适用的.后牛顿近似计算的结果表明,引力传播速度的可观测效应与物体运动速度的大小无关,只依赖于物体运动的加速度.一般来说,这一可观测效应非常微弱,目前的任何天文观测,包括太阳潮汐观测均不能证实引力传播速度与光速相同.