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引力场负能量的普遍形式

http://www.newdu.com 2024/10/05 05:10:41 问道网 佚名 参加讨论


    第220篇  引力场负能量的普遍形式
    一、负能量的普遍公式
    从（9—6）、（10—2）、（10—3）三个表达式，我们都能看到m相对于M的径向距离有微小变化时，所对应的引力势能将有微小的变化。由此使我们能够理解到，动能的增加（势能的减少），等效于引力场输出负能量；动能的减少（势能的增加）等效于引力场输入负能量。
    其中的（10—3）式是伽理略实验的推广：
    dU =–Fy·dR         （10—3）
    但讨论不能停留于此，而是要立即对（10—3）式作积分运算，于是得到如下引力场势能的普遍公式：
    U =–G M m / R       （10—4）
    由（10—4）式可知：
    1、不管 m 与 M 的距离是任何有限数值，引力势能都是负值。
    2、当质点 m 离 M 愈近时，引力势能越来越负。
    3、当R = ∞ 时，引力势能为零，表示为 U = 0
    公式（10—4）式，既是引力场有负能量的理论根据，也是引力场有负能量的数学证明。
    注：引力势能是位置函数，经典物理学在具体问题讨论中，常自行设定 U = 0 的参考位置、或参考面，从而有相对的意义，于是可正可负了。但是，直接由伽理略实验得到的微分表达式(10-3)式，以及积分得到的事关全局的(10-4)式都表明，如果引入“引力场能量”概念的话，那它一定是负值的，即负能量。
    二、二十一世纪的光辉
    引力势能公式（10—4）式，是经典物理学在十九世纪的发明，它的物理意义清楚而准确，可惜过去被轻视了。现在，我们不必另作任何推导，而是要大声地宣传：
    （10—4）式，正是要寻找的引力场负能量的普遍公式。（10—4）式非常重要，它是负能量探索的一个正确的出发点。
    在过了一百多年后的今天，又把（10—4）式搬了出来，拂去灰尘，公式所表达的负能量思想，今天看来仍然是完全正确的，在21世纪散发着熠熠光辉。
    伽理略在比萨斜塔上右手抓着铅球，当松手让铅球自由下落时，初速为零的铅球的速度不断增加，测试证明是匀加速运动。现在，我们可以理直气壮地强调说，铅球速度之所以能够不断增加，是因为引力势场中储藏的负能量不断地供应给铅球，或者说，铅球通过自由落体运动将引力势场中储藏的负能量转换为动能。
    三、引力场是负能量的海洋
    铅球自由落体运动的简单例子告诉我们，引力场中储藏着很大的负能量，还告诉我们，引力场中储藏的负能量是怎样转换为动能的。
    人类生活在美丽的地球上，太阳的热能给人类带来了取之不尽、用之不竭的正的、可见的能量。但是，却很少注意到地球的引力场储藏着丰富的负能量、太阳的引力场储藏着更加丰富的负能量、而银核及整个银河系的引力场，则储藏着更加、更加丰富的负能量。天文观测表明，银河系还围绕总星系转动着，那里又储藏着多少负能量呢？您可以想一想，在宇宙中，到底有多少负能量啊？那真是不可想象、不可计数啊。
    总而言之，宇宙空间繁星点点，各星体的、不同的引力场分布于星空，引力场负能量在人类眼光所及的广大宇宙，可以说是无所不在吧。所以，讨论引力场负能量既是现实的、具体的，也是有普遍意义的。而且，通过讨论引力场负能量而积累研究负能量的经验也是可以做到的。
    （转载自张天健_560的博客）
     (责任编辑：admin)
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