以太的運動與作用

以太的運動與作用摘要以太是一種由以太粒子組成的氣體，是宇宙中最主要的物質。以太在宇宙中是如何運動的？它的作用是什么？關鍵詞：以太，流體，渦旋，噴流地球周圍的以太大氣層內以太運動在地球表面的大氣層內，以太相對于地表幾乎是靜止的，其原因主要有二：地球引力的拖曳只要在地球的引力范圍內，任何在逃逸速度之內的物體，都會跟著地球運動，以太也不例外，地球的引力對以太的拖曳范圍估計可達到5千萬公里?？諝鈱σ蕴耐弦冯m然空氣對以太的拖曳程度很低，但是，由于空氣對以太長期、持續(xù)地拖曳，大氣層內的以太與空氣保持同步并不困難。引力拖曳保證了以太與球心同步，空氣拖曳保證了大氣層內的以太與地表同步。這兩種拖曳方式可以實現(xiàn)斯托克斯的完全拖曳假說，邁克爾遜—莫雷在大氣層內的實驗也給予了證明：以太完全與地表同步。大氣層內以太的作用在大氣層內，由于以太相對地表靜止，以太的作用僅僅是光的傳播介質，沒有其他的任何作用，為什么以太是電磁波的介質？其理由如下：聲波的阻抗定義為：Z=p/u，電磁波的阻抗定義為：Z=E/H，聲波阻抗等于介質密度與傳播速度的積：Z=ρc，真空中電磁波的阻抗也可表示為：Z=μc（μ為真空磁導率）。聲波的平均能量密度可表示為：，聲波的能量包括動能和位能，各點的動能與位能相位相同，大小相等，也就是說，動能達到最大值時，位能也達到最大值，總能量也達到最大。能量不是儲存在系統(tǒng)中，而是具有傳遞特性，這是自由行波的一個特征。電磁波的平均能量密度可表示為：（?0是真空介電常數(shù)），與聲波一樣，電磁波的能量包括電場能量和磁場能量，各點的電場能量與磁場能量相位相同，大小相等，當電場能量達到最大時，磁場能量也達到最大，總能量也達到最大，也具有自由行波的傳遞特征。平均能流密度是能流密度（單位面積的能量傳輸速率）在一個周期內的平均值。聲波的平均能流密度可表示為：，電磁波的平均能流密度是用坡印亭矢量表示的：，雖然二者的表達式不完全相同（原因是聲波是縱波，而電磁波具有橫波特征），但所得到的數(shù)值卻是相同的，量綱也相同。聲音與電磁波都存在輻射壓力，而且計算方法也一樣，其數(shù)值都等于平均能量密度，其量綱也相同：焦耳/米3=牛頓/米2。聲波與電磁波的更大相同之處在于：當波完全反射時的輻射壓力是完全吸收時的兩倍。聲波的波動方程可表示為：，，電磁波也具有相同的表示：，。聲波在介質中的傳播速度可表示為：c2=1/ρβ，其中表示傳播介質的體積壓縮系數(shù)，它與體積彈性模量P的關系為：β=1/P，電磁波的傳播速度可表示為：c2=1/με。聲波具有反射、折射、干涉、衍射、聚焦、多普勒效應等一系列的傳播特征，電磁波也同樣具有上述所有特征，聲波中的有關定理在電磁波同樣可用，而且計算方法也一樣。更有甚者，波的指向角（衍射極限）都可以用sinθ=1.22λ/D表示，其中，λ是波長，D是波源的直徑?？傊暡ㄖ械慕^大部分特征在電磁波中都能找到與之相對應的項。從以上比較可以看出，聲波與電磁波具有相當高的相似度：聲壓p與電場強度E等價，體積元速度u與磁場強度H等價，介質密度ρ與真空磁導率μ等價，體積壓縮系數(shù)與真空介電常數(shù)ε等價。也可以說：電磁波中的E就是以太的壓強變化量，H就是以太體積元的速度，μ就是以太的密度，ε就是以太的體積壓縮系數(shù)。只有這樣的假說，電磁波中的所有參數(shù)才具有物理意義。為什么電磁波與電磁場無關呢？我們都知道：電場是電荷產(chǎn)生的，磁場是電荷運動產(chǎn)生的，在沒有電荷的真空中，哪里來的電場和磁場？變化的電場產(chǎn)生磁場或者變化的磁場產(chǎn)生電場只是一種假設，并沒有任何的實驗證明，畢—薩定律、高斯定律、安培定律、法拉弟定律都是從實驗中總結出來的，也都可以說明：沒有電荷就沒有電場，沒有電荷的運動就沒有磁場。如果真空中什么都沒有，哪里來的真空磁導率和真空介電常數(shù)？電磁波與電磁場的關系來源于麥克斯韋，但麥克斯韋方程組就來源于假設以太的存在，其“位移電流”和“渦旋電場”假設的根據(jù)就是以太，如果否認以太的存在，位移電流和渦旋電場假設都成為無本之木，μ和ε也沒有任何物理意義。人們相信電磁波就是運動的電場，其原因就是交變的電磁場能使帶電粒子產(chǎn)生振動，實際上，電磁波同樣也能使帶電粒子振動，而且電磁波也能使中性粒子產(chǎn)生振動，但電磁場卻不能使中性粒子產(chǎn)生振動，激光能切割任何物質就是最好的證明。綜上所述：以太密度與真空磁導率在數(shù)值上相等，其值為ρ=1.265x10-6kg/m3，以太的體積彈性模量是真空介電常數(shù)的倒數(shù)，數(shù)值為：P=1.13x1010Pa。大氣層外以太的運動在地球的大氣層外，由于沒有大氣的拖曳，以太的運動不再與地表保持同步，但由引力的拖曳，以太仍然與地球中心保持同步。如果以地球中心為坐標，以太運動的速度如圖1所示。圖中共分為五個部分，A點和B點在大氣層內，D點為月球軌道，以太在月球的拖曳下，繞地球的旋轉速度達到最大，E點為靜止點，距地球約為200萬公里，從這里向外，以太的運動為逆轉，其逆轉的原因主要是由于金星的影響。圖1.地球周圍以太的運動速度（黃道面）需要說明的是：地球大氣層以外的以太只有切向運動，沒有徑向運動。大氣層外以太的作用由于大氣層外的以太相對地球表面運動，可以產(chǎn)生如下效應：產(chǎn)生光行差在地球上觀察恒星時會產(chǎn)生光行差，包括日光行差和年光行差，產(chǎn)生光行差的原因是由于以太間的相對運動。日光行差是由于地球的自轉產(chǎn)生的，年光行差是由于地球的公轉產(chǎn)生的，雖然地球的引力對以太的拖曳距離可以達到5千萬公里，但是，與恒星的距離相比仍然很小。對運動物體產(chǎn)生阻礙大質量的物體能夠拖曳以太，但以太卻可以對小質量的物體產(chǎn)生影響。雖然以太對大質量的軌道運動不產(chǎn)生阻礙作用，但以太對小質量或非軌道運動的物體卻具有一定的阻礙作用，例如，以太能對近地衛(wèi)星產(chǎn)生明顯的阻礙作用，實驗證明：大氣對近地衛(wèi)星的阻力系數(shù)隨著高度的增加而增大，而且阻力還與衛(wèi)星的形狀和厚度有關，說明除了大氣對衛(wèi)星的影響外還存在著其他的阻力。對太陽風軌跡產(chǎn)生影響由于地球附近的以太與地球同步，太陽風粒子在以太流體的作用下，其切向速度也與地球同步，因此，從地球上看，太陽風的方向與地球的運動方向垂直。光速不是各向同性由于光介質的相對運動，因此，在不同的方向上，光速不再是一個常數(shù)，這也是為什么中日雙向時間傳遞實驗產(chǎn)生時間差的原因，薩格納克效應的原因也是由于介質的相對運動。太陽系中的以太太陽系中以太的運動太陽周圍的以太運動方式與地球周圍的以太相似，也是只有切向運動沒有徑向運動，但比地球周圍的以太運動復雜，存在以太渦旋。太陽的引力范圍很大，估計可以達到一光年，它對以太的拖曳也能達到相同的量級。但是，繞太陽旋轉的以太卻與太陽的引力無關，主要是由行星拖曳引起的。各個行星周圍的以太基本與行星同步，如果以太陽中心為原點建立坐標系，太陽周圍以太的運動如圖2所示，與地球外圍的以太相同，太陽外圍的以太也是逆轉，其相對太陽中心的靜止點估計在800AU。圖2.太陽系中的以太運動速度（黃道面）太陽系中以太的作用在太陽系中，由于以太對小質量的物體運動具有一定的影響，因此，它對小質量的衛(wèi)星軌道和行星的大氣都起到一定的作用。逆行軌道在太陽系中，由于行星間的相互影響，所有的行星外圍的以太都存在逆轉現(xiàn)象，這是由于行星軌道速度差所形成的，這是流體所具有的性質。例如，金星在地球和水星之間，由于水星的運動速度高，地球的運動速度小，那么，金星內側（向著太陽的一側）以太的速度大，外側的速度小，從而導致金星外圍以太流體的旋轉。逆行軌道與行星的距離與行星的衛(wèi)星有關，如果行星的周圍沒有衛(wèi)星，則行星周圍的以太全部逆行，如果行星的周圍存在大質量的順行衛(wèi)星，那么，逆行軌道就會遠離行星，其距離與順行衛(wèi)星的質量和速度有關。例如，地球的逆行軌道大于200萬公里，木星的逆行軌道大于為1400萬公里，土星的逆行軌道大于600萬公里（美國國家航空航天局的科學家于2009年發(fā)現(xiàn)的“隱形”光環(huán)，就是土星的逆行軌道），天王星的逆行軌道大于150萬公里等等。逆行軌道有什么證據(jù)呢？定義逆行軌道的起始點為以太的相對靜止點，在這里，衛(wèi)星是無法存在的，因為以太是相對靜止的，它將對小質量衛(wèi)星起到阻礙作用，迫使其軌道衰減。例如，距木星1300—1700萬公里范圍內沒有任何衛(wèi)星存在，距土星400—1100萬公里范圍內沒有任何衛(wèi)星存在，距天王星60—400萬公里范圍內也沒有任何衛(wèi)星存在。存在逆行軌道的另一個證據(jù)是：在相對靜止點之外的衛(wèi)星幾乎都是逆行，雖然有個別的衛(wèi)星順行，但與黃道面的夾角也很大，而且會越來越大。在所有的行星中，金星和海王星比較特殊，它們沒有相對靜止點（周圍的以太全部逆行），金星沒有相對靜止點的原因是由于它沒有順行衛(wèi)星，而海王星沒有相對靜止點的原因是由于它有一顆大質量的逆行衛(wèi)星，而且順行衛(wèi)星的質量太小。較差自轉太陽系中的較差自轉現(xiàn)象是證明以太存在的有力證據(jù)，較差自轉不可能是自身對流引起的，它是靠近主星的大質量的衛(wèi)星拖曳以太引起的，太陽、木星、土星、天王星等都有明顯的赤道自轉周期小于兩極的現(xiàn)象，產(chǎn)生的原因就是它們周圍都有大質量的順行衛(wèi)星。太陽系中最明顯的較差自轉非海王星莫屬，但海王星的赤道自轉周期卻大于兩極，其原因正是天衛(wèi)1的逆轉。對主星大氣的影響大氣能夠拖曳以太，但以太也可以拖曳大氣，金星和海王星就是最明顯的例子：金星周圍逆轉的以太導致了從東到西的持續(xù)大氣環(huán)流，只需要四個地球日就可以環(huán)繞金星一周，而且距表面越低速度越小，海王星周圍逆轉的以太導致了太陽系中最強的風暴，測量到的風速高達2400km/h，而且風向與海王星的自轉方向相反，這兩種現(xiàn)象科學界一直都無法解釋。對小質量天體運動的影響以太跟隨大質量天體運動，但以太的運動會對小質量天體產(chǎn)生影響。最明顯的證據(jù)是：小質量衛(wèi)星的群居，例如，木星系統(tǒng)的亞南克群、加爾尼群，土星系統(tǒng)的諾爾斯群、高盧群等，它們的運動軌道都會受到以太的影響?？梢宰魅缦骂A測：海王星系統(tǒng)中的所有順行的小衛(wèi)星將會消失，海衛(wèi)1以內的順行衛(wèi)星在以太的阻礙下墜入海王星，海衛(wèi)1以外的順行衛(wèi)星的軌道傾角會逐漸加大，將會全部變?yōu)槟嫘?，海王星的自轉周期也會加速變慢。如果沒有流浪星體的加入，所有行星的外部小衛(wèi)星都將是逆行。小質量（小于1016kg）的近軌道衛(wèi)星，其軌道都會衰減，因為它們的引力太小，不能有效拖曳以太，使以太不阻礙它的運動。太陽風的切向速度與以太同步以太不但對宏觀物體具有影響，對微觀粒子的影響也很明顯，在任何的行星上觀測，太陽風的切向速度都與行星的速度相等。隨著帕克太陽探測器的升空，證實了這種理論，太陽周圍的太陽風的切向速度是任何其他理論都無法解釋的。水星的進動也是以太阻礙的結果以太并不會阻礙大質量天體的圓形軌道運動，但是，它會阻礙橢圓軌道運動，離心率越大，阻礙的力量越大，其原因是：當天體運行的軌道為圓形時，可以導致以太在整個軌道的圓周運動，其能量的耗散很小，但天體橢圓運動時，其以太的軌道能量就會有較大的損耗。水星的進動實際上就是水星的軌道衰減，所謂的時空彎曲理論并沒有物質基礎，而且其他行星對水星的影響并不是正向的進動，而且負向的進動（詳見中科院地球物理研究所湯克云研究員的系列文章）。以太流體中的渦旋在任何理想流體中，如果流體的運動存在速度的差異，很容易形成渦旋，在以太中也不例外。行星外圍的逆行軌道實際上就是以太渦旋，在太陽的周圍也存在很多較小的渦旋，帕克所發(fā)現(xiàn)的太陽風的回轉應該就是以太渦旋產(chǎn)生的。銀河系中的以太銀河系中以太的運動以太在任何空間中的運動，都遵守一個原則：跟隨大質量的物體，并且與大質量物體的運動同步。銀河系中以太的運動速度與恒星的速度曲線相同，如圖3所示。圖3.銀河系中銀道面上以太的運動速度（紅色）銀河系中以太的作用中心黑洞的形成對于恒星級質量的黑洞，有一套成熟的理論，但是對于銀河系中心的黑洞形成，理論界并沒有一致的看法。本文認為，中心黑洞的形成并沒有經(jīng)過恒星過程，但與恒星的形成過程類似，它是直接由以太聚集形成的，其主要成分就是以太粒子，與原子核的密度具有相同的數(shù)量級，內層的溫度為0K（因為沒有粒子振動的空間），但外層的溫度不為0，其結構與氣態(tài)行星類似。中心黑洞與恒星形成過程不同的是：恒星可以把附近的普通物質全部吸收，但黑洞不能，當黑洞表面的以太溫度達到一定值時，黑洞對以太的吸收就處于動態(tài)平衡狀態(tài)。暗物質效應如果承認以太的存在，宇宙中就沒有暗物質?，F(xiàn)在，學界普遍承認暗物質的存在，但對于暗物質是什么卻存在很大的爭論。本文認為，所謂的暗物質只是一種引力效應，是由于以太的密度不均引起的。我們知道：任何氣體的密度在星體表面的分布可表示為，其中，ρ0表示星體表面的密度，M表示星體的質量，m表示氣體粒子的質量，T表示氣體的溫度，r表示與球心的距離，r0表示星體的半徑，以太也不例外。在銀河系，物質的平均密度分布如圖4所示，其中，?ρ表示物質的平均密度差：?ρ=ρ(r)-ρ(∞)，ρ(∞)表示無窮遠處的物質密度。圖4.銀河系中的物質平均密度差（銀道面）為什么密度差會產(chǎn)生暗物質效應呢？這是因為物質的質量與它的密度是相關的，對于相同體積的物體，它的相對質量與它所在的環(huán)境有關，例如，同樣的物體，它相對于空氣的質量與相對于真空中的質量就不同，因為相對于空氣的質量必須減去同體積的空氣質量。引力質量實際上就是相對質量，在地球表面空氣中的引力質量必須要減去空氣的浮力?？諝馐蔷哂薪^對質量的，但是，如果空氣密度是恒定的，那么，任何一點的空氣相對質量就是0，計算地球的引力質量時，就不能包括空氣質量，只能是相對于空氣的質量，如果空氣的密度是變化的，計算地球引力時，就必須考慮空氣的質量。正是由于銀河系的密度不均，才導致了暗物質效應。如果銀河中的物質密度是均勻的，就沒有暗物質效應。在銀河系的任何一點，計算引力質量時必須考慮因密度不均所產(chǎn)生的附加質量，與計算地球引力時必須考慮空氣的質量具有相同的原理，但暗物質效應必須以光年為單位時，才有明顯的表現(xiàn)。渦旋與噴流渦旋與噴流是流體中所獨有的現(xiàn)象，渦旋指的流體的旋轉運動，而噴流指的是垂直于渦旋平面的運動，渦旋與噴流往往是一起出現(xiàn)，渦旋可以激發(fā)噴流，噴流也可以激發(fā)渦旋，二者相輔相成。大氣中的颶風、龍卷風等都是渦旋與噴流的表現(xiàn)。在銀河系中，這種現(xiàn)象也很常見，許多的脈沖星都能產(chǎn)生噴流，在銀河系中心，也有噴流存在。在流體中，渦旋是產(chǎn)生噴流的必要條件，沒有渦旋就沒有噴流，但噴流又能反作用于渦旋?？諝庵械臏u旋和噴流與銀河系中的渦旋和噴流具有相似的原理，都是渦旋產(chǎn)生的，所有產(chǎn)生噴流的渦旋都具有相似性：中心剛性旋轉，外圍較差旋轉。圖5中的兩個紫色的大氣泡是銀河系1000光年內的恒星繞中心剛性旋轉所產(chǎn)生的噴流，小方框中象噴泉形狀的噴流，是中心黑洞周圍的氣體剛性旋轉所產(chǎn)生的噴流。圖5.銀河系中的噴流（圖片來自網(wǎng)絡）天體產(chǎn)生的噴流與空氣中的噴流原理并不完全相同，在空氣中，形成渦旋的主要原因是上升氣流，是上升氣流給渦旋提供能量。在宇宙中的渦旋，其能量來自哪里呢？答案是引力勢能。氣體在引力的作用下，會向大質量物體收縮，動能和密度都會增加