暗物质和暗能量被发现，修正万有引力和时空曲率

科学家认为暗物质是不与现观察到、发现到的物质发生相互作用，但是却可以观察引力来判断它们的存在，就是说暗物质其实与引力存在着相互的关联。暗物质刚被提出来时仅仅是理论的产物，但是现在我们知道暗物质已经成为了宇宙的重要组成部分，暗物质主导了宇宙物质结构的形成。而暗能量是一种不可见的、能推动宇宙运动的能量，宇宙中所有的星系团（包括恒星、行星和卫星等）的运动，皆是由暗能量推动的。之所以暗能量具有如此大的力量，是因为它在宇宙的结构中约占73%，占绝对统治地位。支持暗能量的主要证据有两个：一是对遥远的超新星所进行的大量观测表明，宇宙在加速膨胀，按照爱因斯坦引力场方程，加速膨胀的现象推论出宇宙中存在着“暗能量”；另一个证据来自近些年对微波背景辐射的研究，精确地测出宇宙中物质的总密度，通过进一步测算，得出所有的普通物质与暗物质加起来大约只占其1/3左右，所以仍有约2/3的短缺。这一短缺的物质就被称为暗能量。最近，根据WMAP提供的数据显示，暗能量在宇宙中刚好占总物质的73%。


暗物质和暗能量为什么很难发现？牛顿的引力定律公式为F=GMm/r，并指出引力是万物之间的相互作用，这种作用力随着物质的质量的变化而变化。爱因斯坦的相对论认为，引力是时空弯曲导致的，公式是△U=-1/2kρc4（代入泊松方程△U=-4πGρ,可得k=8πG/c4）。也就是物质之间的相互作用的引力，其实是一种时空曲率，只有物质的密度ρ被当成引力场的源，并考虑一个连续分布的能量和动量，才能产生时空曲率，不存在物质之间相互拉扯的引力。如果按照牛顿力学来解释暗物质的存在，明显说不通，因为物质的基础属性就是具备质量，有质量的物质就有引力存在，有引力的存在就要相互作用，但是根据科学家的研究，暗物质不与我们观察发现的物质发生作用，因此我们可以说，牛顿力学不能解释暗物质的存在。那么相对论能解释吗？爱因斯坦的相对论认为引力是时空弯曲造成的，时空为什么会弯曲，因为有质量的存在，是质量造成了时空弯曲。相对论是建立在牛顿力学的基础上，但也摒弃了牛顿力学的一些基础。在相对论的框架里还是离不开物质的质量。不管引力是因为物质之间的相互作用，还是时空弯曲，都离不开物质的基本属性“质量”。根据科学家的预测分析，暗物质的最大特点就是不与现有观察到、发现到的物质产生相互作用。众所周知，我们人类发现或者观察到的物质都具备质量的特点，难道暗物质没有质量吗？没有质量的物质就是暗物质吗？根据爱因斯坦的质能方程，那么暗能量又从何而来？或许我们都迷失了方向，思路出错了。或许根本没有暗物质和暗能量，是现在宇宙中物质和能量的计算出错了吗？如果计算是准确无误的，那么90%以上的暗物质和暗能量去哪里了？


暗物质和暗能量是世界各国人民关心的事情，因为它能揭开自然界的很多奥秘，而且在宇宙中占绝对的统治地位。今天，这个占有90%以上统治地位的暗物质和暗能量终于被发现了。暗物质是偶极磁粒子，暗能量是磁磁驱动所产生的能量。万有引力实质就是物体间的同向磁场吸引力，物体间的同向磁场吸引力就是万有引力产生的根本原因；动磁能量或者说动磁作用力下的磁磁驱动造成了时空的扭曲，也就是说时空曲率是由磁磁驱动产生的。以下就从逻辑推理法、观察分析法、比较判断法、实验验证法、公式推导法和应用展望六个方面进行具体的论证。


01
逻辑推理法
波粒二象性指的是所有粒子或量子不仅可以部分地以粒子的术语来描述，也可以部分地用波的术语来描述。波粒二象性是微观粒子的基本属性之一。1905年，爱因斯坦提出了光电效应的光量子解释，人们开始意识到光波同时具有波和粒子的双重性质。1924年，德布罗意提出“物质波”假说，认为物质和光一样，一切物质都具有波粒二象性。他把光子的动量与波长的关系式Ρ=h/λ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λ=h/mv这个关系式后来就叫做德布罗意公式。三年后，通过两个独立的电子衍射实验，德布罗意的方程被证实可以用来描述电子的量子行为。自从物理学者演示出光子与电子具有波动性质之后，对于中子、质子也完成了很多类似实验。在这些实验里，比较著名的是1929年奥托.施特恩团队完成的氢、氦粒子束衍射实验，这个实验精彩地演示出原子和分子的波动性质。近来，关于原子、分子的类似实验显示出，更大尺寸、更复杂的粒子也具有波动性质。1999年，维也纳大学研究团队观察到C60富勒烯的衍射，富勒烯是相当大型与沉重的物质，原子量为720u，德布罗意波长为2.5pm，而分子的直径为1nm，大约400倍大。2012年，这场衍射实验被延伸实现于酞菁分子和比它更重的衍生物，这两种分子分别是由58和114个原子组成。在这些实验里，干涉图样的形成被实时记录，敏感度达到单独分子的程度。其余的实验不都一一列举，这里用实验证实物质波的波粒二象性的物理存在意义，以便进行正确的逻辑推理。


既然一切物质都具有波粒二象性，那么磁体作为物质也具有波粒二象性。因为任何磁体都有两个磁极，通过分割磁体的办法得不到磁单极体，所以磁体就存在偶极磁粒子和磁波二象性。同名磁极相互排斥，或者说两磁体的同极相斥，磁力线方向相反，称为异向或反向磁场，根据磁体的波粒二象性，两磁体的同极相斥是分布于磁力线上的暗物质——偶极磁粒子的磁极相同，从而造成两磁体的相互排斥；异名磁极相互吸引，或者说两磁体异极相吸，磁力线方向相同，称为同向或一致磁场，根据磁体的波粒二象性，两磁体的异极相吸是分布于磁力线上的暗物质——偶极磁粒子的磁极不同，从而造成两磁体的相互吸引。


每个星球，无论是星系中心的暗巨星（也称之为黑洞）、恒星、行星、卫星，还包括星云、星际物质和星际尘埃等，它们形成之初的各种微粒就必须在同向磁场作用力下相互吸引，按照就近原则相互结合在一起，观察到的宇宙创生之柱就是这样产生并形成的。所以牛顿的万有引力产生的根本原因，实质就是两物体（或物质甚至于星体）间的同向磁场吸引力，对于地球来说，就是地球的固有磁场引力。


02
观察分析法
为什么说牛顿的万有引力实质就是两物体间的同向磁场吸引力？通过观察分析法作出进一步的说明。


我们先从卡文迪许扭秤实验谈起。卡文迪许扭秤的实验思想是利用四个球间引力，利用T形架的转动即利用力矩增大引力的可观察效果，并利用小平面镜对光的反射来增大可测量的扭转角度，要害就在于有力地证明了万有引力的存在。平时大家都可以观察到指南针的指向是地球的南北两极，也就是说，地球表面的任何地方都具有同向磁场，用波粒二象性解释就是地球表面到处都分布有暗物质偶极磁粒子，且磁极不同，但指向一致，从而使指南针指向南北两极。那么，卡文迪许的四个铅球也不例外，也具有相互吸引的同向磁场，只要在四个铅球之间放入指南针便一目了然。也可以用四个大小相同铁球，进行同极磁化或异极磁化，做卡文迪许扭秤拓展实验，这将在后面的实验验证法里具体说明。


将牛顿的万有引力和爱因斯坦的时空曲率用于星体间的相互作用力，通过观察分析就更说不通了。牛顿的万有引力定律指出引力是万物之间的相互作用，两物体间的万有引力只与它们本身的质量和距离有关，而与物体所在空间的性质，是否受到其他外力等因素无关；通常情况下万有引力非常小，只有在质量巨大的星体间或其附近空间才有意义。爱因斯坦的相对论认为，引力是时空弯曲导致的，也就是物质之间相互作用的引力其实是一种时空曲率，只有物质的密度ρ被当成引力场的源，并考虑一个连续分布的能量和动量，才能产生时空曲率，或者说时空曲率是由物质的能量和物质的密度共同产生的。 在1920年代，美国天文学家埃德温.哈勃发现距离地球越远的星系，谱线向红端移动的程度越大，并由此提出了星系距离与红移成正比的哈勃定律。红移在天文学领域指天体发出的电磁辐射由于某种原因波长增加的现象，在可见光波段，表现为光谱的谱线朝红端移动了一段距离，即波长变长，频率降低。也正是由此，科学家才得出了宇宙正在膨胀的结论，从而也得出了暗能量存在的结论，并成为大爆炸宇宙理论的关键证据之一。这就与牛顿的万有引力和爱因斯坦的时空曲率显得格格不入。


03
比较判断法
通过比较地球上的万有引力与星体间的万有引力着手：就拿苹果落地来说，苹果是受到了地球同向磁场的引力和地球自转所产生的向心力，苹果挂在树上之时，具有地球同向磁场的引力势能和地球自转的向心力势能，所以当苹果脱蒂时，就会产生自由落体运动，直接落向地面；而星体间的万有引力，就如太阳对地球的引力，是因为太阳的自转而引起了地球的自转和公转，太阳形成之初具有固定的同向磁场，通过太阳黑子的移动变化可知太阳同时具有变化的磁场，也就是说是太阳变化的磁场而引起了地球的自转和公转。通过比较发现，苹果与地球的运动状态完全不一致，怎么可能是同一种力呢？然后作出判断，地球上的万有引力和星体间的万有引力不是同一种力。


再通过比较磁场力、电场力、弱力和强力这四种力。为什么要将电磁力分为磁场力和电场力呢？因为磁体会产生磁场力，而磁体不是电磁体，磁星就是磁星，不可能称为电磁星，地球拥有固有磁场，不可能称地球的磁场为电磁场，所以有必要将磁场力和电场力区分开。而且通过实验比较发现，只有磁场力具有超距作用，电场力、弱力和强力都不具有超距作用。然后作出判断，地球的自转和公转，一定与地球固有磁场和太阳的固有磁场或变化磁场有关。


04
实验验证法
实验1：动磁体驱动实验

1.测定人：卢山

2.物理意义：通过改变磁珠的磁场使磁珠彼此之间产生力的作用。

3.测定现象：发现磁珠在转动时要么排斥开来，相互远离；要么相互吸引，粘合一起。

4.实验器材（如图1） 用3颗或4颗大小相同的磁珠在光滑的桌面转动，每颗磁珠的质量是36.5克。


（图1）
5.实验思想：主要思想放大。揭示磁珠吸引和排斥存在的暗物质和暗能量，以此验证星系红移和蓝移的真实原因。


实验2：卡文迪许扭秤实验拓展

1.实验人：卢山

2.目的：不是为了验证卡文迪许扭秤实验所得常数的精确值，而是为了验证万有引力产生的真实原因：地球同向磁场的吸引力。

3.器材：白棉线、平面镜、光源、刻度尺、倒立T形架、每个质量为224克的四个铁球。

4.操作：（1）按图安装、悬挂、摆放实验器材（如图2）；


（图2）
（2）用指南针测量铁球之间的初始磁场；

（3）利用小平面镜对光的反射测量扭转角度，并进行标注；

（4）将四个铁球同极磁化，用指南针测量铁球之间的磁场；

（5）利用小平面镜对光的反射测量扭转角度，并进行标注；

（6）将四个铁球高温消磁，消磁之后用指南针测量每个铁球的磁场，以便消磁得以确认；

（7）四个铁球消磁之后，进行异极磁化，用指南针测量铁球之间的磁场；

（8）利用小平面镜对光的反射测量扭转角度，并进行标注。

5.现象：用指南针测量铁球之间的初始磁场时，指针的指向是一致不变的，利用小平面镜对光的反射测量扭转角度偏向于小球之间的吸引方向；用指南针测量铁球之间的同极磁化磁场时，指针是偏转而且不稳定的，利用小平面镜对光的反射测量扭转角度微弱偏向于小球之间的排斥方向；用指南针测量铁球之间的异极磁化磁场时，指针是偏转而且也不稳定，利用小平面镜对光的反射测量扭转角度与初始磁场扭转角度一致，但稍微偏大。

6.结论：磁化前铁球、同极磁化和异极磁化后的铁球前后三次四个铁球的质量都不变，但是利用小平面镜对光的反射测量的扭转角度却有所不同，这就充分说明不是因为铁球的质量而产生了万有引力，而是铁球周围的磁场使铁球产生了相互吸引的引力，而铁球之间的初始磁场正是地球的同向磁场。


实验3:电磁驱动实验拓展

1.实验人：卢山

2.目的：观察电磁驱动和磁磁驱动。

3.器材：闭合铝框一个、蹄形磁铁一个、支架一个、指南针一个、质量为13.5克的圆磁珠一个、轨道线两根等。

4.操作：（1）按图安装，摆放实验器材。（如图3）


（图3）
（2）转动磁铁，观察铝框和圆磁珠的运动状态。

5.现象：（1）铝框随磁铁同向转动，但转速小于磁铁转速；

（2）圆磁珠随磁铁的转动而转动，并缓慢围绕磁铁作不规则的圆周运动，方向与转动的磁铁同向。当停止转动磁铁以后，圆磁珠随磁铁的静止而静止。

6.结论：电磁驱动的核心思想是：闭合回路与磁场间发生相对运动时，回路中产生感应电流，感应电流受到的安培力总是阻碍相对运动，这就为星球内部发电机提供了有力的条件。磁磁驱动的核心思想是：运动变化的强磁感应磁体形成的变化涡旋磁场可以激发固有磁场的受力磁体的自转和公转，这就表现为磁体与磁体间的作用力做功，包括自转力和公转力。具有强磁感应变化运动的磁体与具有固有磁场的磁体发生相对运动，自转和公转的方向与转动磁铁的方向一致。在天体运行中，太阳围绕银河系中心黑洞自转和公转，行星围绕太阳自转和公转，就是磁体与磁体间的相互作用力产生的，或者说是磁场做功产生的。当转动磁铁的磁力线与圆磁珠的磁力线相交叠合时，方向同向就相吸，方向相反就相斥。


05
公式推导法
万有引力F=GMm/r与磁荷的库仑定律公式F=Kqm1qm2/r具有两个方面的等效意义：一个方面是磁荷qm1qm2的乘积等效于带有磁荷的物体的质量Mm的乘积，另一个方面是利用物体的运动来表示受力与施力的等效。所以万有引力公式一直用于航空航天等宇宙航行方面，不仅便于计算，而且相当准确。需要说明的是卡文迪许扭秤测定的引力常数是地球固有的同向引力常数，用于其它行星就不合适了。磁荷的库仑定律是矢量式，因为异极磁荷相互吸引，同极磁荷相互排斥，所以星系的红移和蓝移必须用磁荷的库仑定律公式。星系红移就说明星系中心体所覆盖的动磁场与之远离星系中心体所覆盖的动磁场相互排斥，星系蓝移就说明星系中心体所覆盖的动磁场与之靠近星系中心体所覆盖的动磁场相互吸引，科学家把星系与星系之间的红移推测为暗能量，那么这一暗能量就是磁磁驱动力，而暗物质就是分布在星系所覆盖的动磁场里的偶极磁粒子。


在电磁驱动实验拓展中电磁驱动与磁磁驱动都与蹄形磁铁转动的速度有关，所以磁珠的自转和公转都具有瞬时能量E=FV=GMmV/r或E=FV=Kqm1qm2V/r，这是通过实验对万有引力在星际空间的修正。


06
应用展望
磁悬浮列车的原理：磁铁之间会彼此作用，同极相斥，异极相吸，利用这个原理，让列车通过电磁力实现与轨道之间的无接触的悬浮，再利用直线电机产生的电磁力牵引列车运行。动生电动势的实质是导体内的自由电荷在磁场中随导体做切割磁感线运动而运动时，磁场对自由电荷的洛伦兹力使其沿导体运动的结果。所以磁体的运动与导体的运动是等效的，所以动磁体也可以产生电。


动磁能量的研究和应用方兴未艾，磁磁驱动将是开启磁场与磁场间作用力的钥匙，也是开启新天体力学之钥匙。可以倒推得知恒星、中子星、磁星、星云、星系、超大星系、黑洞、超大黑洞等自转和公转的方向及能量或力之来源，也可以顺推行星原有卫星的自转和公转方向及能量或力之来源，甚至可以推理分子的运动结构和结合原理。可推出宇宙星球形成初期的第一作用力就是所在星系的同向磁场吸引力。由于暗能量是一种不可见的、能推动宇宙运动的能量，所以磁场与磁场间的相互作用力就是巨大的暗能量。宇宙之中所有星球都在自转和公转着，揭开了星球自转和公转的奥秘，也就揭开了宇宙中最普遍的自然现象，无数的世界之谜和宇宙之谜也将慢慢被揭开。新的天体力学将会在星际通讯、星际开发、星际运输、星际移民、星际旅游等方面发挥不可估量的作用，并得到更为广泛的应用。


在此，我也作出几个方面的猜想：第一，宇宙既然存在暗物质、暗能量和暗巨星（星系体中心黑洞），就一定存在暗宇宙，就是与我们所在的看得见的宇宙没有同向磁场的宇宙，也是完全发现不了的宇宙；第二，一定存在星系之中恒星、行星和原有卫星三体的转换，星球不是短时间就能形成，也不是短时间就能消亡的，恒星有可能转变为行星，行星也可能转变为恒星，原始卫星也可能转变为行星，但是三体不能越级转换，也就是恒星不可能转换为卫星，卫星不可能转换为恒星，对于太阳系来说木星就会随着太阳热核能量的消退而取代太阳恒星的位置，因为按照爱因斯坦质能转换公式E=mc，太阳能量的消失就预示着太阳质量的减少，而木星是一颗以氢为主要成分的天体，与太阳相似，而且在太阳系中除了木星以外的8颗行星都加在一起，质量总和也只是木星的40%，木星的质量不但不会减少，还有可能会增加，太阳系的气态星云会在同向磁场的作用力下被木星吸引；第三，任何星球的第一作用力也就是初始力便是同向磁场作用力，这是星球产生和存在的必备条件，物质分子的结合力也是同向磁场力；第四，不存在大爆炸宇宙和膨胀宇宙，只存在动磁（或磁磁驱动）宇宙，过去是这样，现在是这样，将来还会是这样。