统一场理论公式推导和笔记——part5
三十七,运动电荷的磁场产生引力场
1,匀速直线运动电荷的磁场产生引力场
统一场论核心是变化的引力场可以产生电场,反过来,变化的电磁场也可以产生引力场。==》根据爱因斯坦的广义相对论,变化的电磁场确实可以产生引力场,尽管理论上变化电磁场会产生引力场,但由于电磁场的能量相对较小,所以产生的引力场通常很微弱,只有在极端环境(如黑洞、中子星附近)才能观测到明显效应,这是广义相对论的一个重要预言
相对论和电磁学认为,运动电荷不仅仅产生电场,还会产生磁场。
统一场论进一步认为运动电荷不仅仅产生磁场,还产生了引力场,下面我们求出运动电荷产生的电磁场与引力场之间的关系。
上面我们指出变化引力场产生的电场,方向没有变化,引力场和电场方向是一致的,而电场一般情况下和磁场方向总是垂直的,所以,引力场的方向和磁场方向在一般情况下方向也是垂直的。
我们来探讨引力场的旋度和磁场之间的关系,因为旋度描述的就是场沿垂直方向的变化情况,而散度描述的场沿平行方向变化的情况。
设想一个点电荷o点,在0时刻从原点出发,相对于我们观测者以速度V【标量为v】沿x轴正方向匀速直线运动,点电荷o在周围空间点p处产生了电场E、磁场B和引力场A,如下图。
我们以空间点p为考察点,来展开分析。
引力场A和电场E的环绕方向是一致的,都是左手螺旋式,但是,在环绕线上某一个点附近,A和E是相互垂直的。
为了证明电场E和磁场B、引力场A满足上图中所示的关系,我们先来求出A的旋度:
∇×A =(∂Az/∂y - ∂Ay/∂z)i+(∂Ax/∂z - ∂Az/∂x)j + (∂Ay/∂x-∂Ax/∂y) k
由前面的物体静止时候的引力场的旋度为零,也就是:∇×A’=0,分量形式为:
∂A’z/∂y’ - ∂A’y/∂z’ = 0
∂A’x/∂z’ - ∂A’z/∂x’ = 0
∂A’y/∂x’- ∂A’x/∂y’ = 0
再由引力场的相对论变换,得到:
∂A’z/∂y’ - ∂A’y/∂z’ =∂Az/γ²∂y - ∂Ay/γ²∂z
= ∂Az/∂y - ∂Ay/∂z =0
γ=1/√(1- v²/c²)是相对论因子,∂y=∂y’,∂z=∂z’。
对相对论的洛伦茨正变换x’=γ(x-vt)求偏微分得到∂/γ∂x=∂/∂x’, 再由引力场的相对论变换,得到:
由∂A’x/∂z’ - ∂A’z/∂x’ = 0,得:
∂Ax/γ∂z - ∂Az/γ³∂x = 0,所以:
∂Ax/∂z - ∂Az/γ²∂x = 0
∂Ax/∂z - (1- v²/c²)∂Az/∂x = 0
∂Ax/∂z - ∂Az/∂x = -(v²/c²)∂Az/∂x
∂Ax/∂z - ∂Az/∂x = -(v/c²)v ∂Az/∂x
由v ∂/∂x = ∂/ ∂t,所以:
∂Ax/∂z - ∂Az/∂x = -(v/c²)∂Az/∂t
由∂A’y/∂x’ - ∂A’x/∂y’ = 0和引力场相对论变换,加以上的∂/γ∂x=∂/∂x’,得:
∂Ay/γ³∂x - ∂Ax/γ∂y = 0,所以:
∂Ay/γ²∂x - ∂Ax/ ∂y = 0
(1- v²/c²)∂Ay/∂x - ∂Ax/ ∂y = 0
∂Ay/∂x - ∂Ax/∂y =(v/c²)v ∂Ay/∂x
由v ∂/∂x = ∂/ ∂t,所以:
∂Ay/∂x - ∂Ax/∂y = (v/c²)∂Ay/∂t
由前面的运动物体的引力场和电场之间关系式:
Ex= - f ∂Ax /∂t
Ey= - f ∂Ay /∂t
Ez = - f ∂Az/∂t
可以得到:
∂Az/∂y - ∂Ay/∂z =0
∂Ax/∂z - ∂Az/∂x = (v/c²)Ez /f
∂Ay/∂x - ∂Ax/∂y = -(v/c²)Ey /f
前面我们指出,电荷以速度V【标量为v】沿x轴正方向匀速直线运动时候,我们以电荷周围的一个空间点p作为考察点,p点的运动速度-V和电场E和磁场B三个分量满足以下关系:
Bx = 0
By = (v/c²)Ez
Bz = -(v/c²)Ey
由此,可以得到:
∂Az/∂y - ∂Ay/∂z = Bx
∂Ax/∂z - ∂Az/∂x = By /f
∂Ay/∂x - ∂Ax/∂y = Bz/f
合并以上三式,可以得到引力场A的旋度和磁场B所满足的关系:
∇×A= B /f
这个是磁场和引力场满足的基本关系方程,这个方程告诉我们,电荷以某一个速度匀速直线运动的时候,产生的磁场,可以表现为引力场的旋度形式。
在某一个瞬间【由于时空同一化,或者说空间某一个点上】,磁场、电场、引力场三者相互垂直。
这个方程可能是量子力学中AB效应的最终解释。
将方程∇×A= B /f两边点乘矢量面元dS【可以看成是包围电荷粒子o点的高斯球面s = 4πr²上一小块面积,其正方向,也就是法方向向外】,再利用场论中的斯托克斯定理,可以得到磁场B和引力场A之间关系的积分方程:
∮ A·dL= (1/f)∮ B·dS
2,随时间变化的磁场产生电场和引力场
设想一个点电荷o点,在0时刻从原点出发,相对于我们观测者以匀速度V【标量为v】沿x轴正方向匀速直线运动,点电荷o在周围任意一个空间点p处产生了运动电场E、均匀磁场B:
B= V×E/c²
当o点相对于我们以加速度-A沿x轴正方向运动,电荷o在周围任意一个空间点p处产生了运动电场E、随时间t变化的磁场dB/dt 和引力场 A。
我们以空间点p为考察点,将磁场定义方程B= V×E/c²对时间t求导数,有:
dB/dt=dV/dt×E/c²+(V×dE/dt)/c²
如果我们能够证明dB/dt= (V×dE/dt)/c²表示的是:
磁场变化产生变化的电场,也就是法拉第电磁感应原理,作为对应,dB/dt=dV/dt×E/c²应该是变化磁场产生引力场。
因为dV/dt=A是空间点p的加速度,按照统一场论,空间本身的加速度等价于引力场。
我们首先证明dB/dt= (V×dE/dt)/c²就是法拉第电磁感应原理。
由于考察点不再o点上,而在空间点p上,所以,磁场B和电场E的关系,我们采用左手螺旋式:
Bx = 0
By = (v/c²)Ez
Bz = -(v/c²)Ey
dB/dt= (V×dE/dt)/c²三个分量如下【微分号d改为偏微分号∂】:
∂Bx/∂t = 0
∂By/∂t = (v ∂Ez/∂t)/c²
∂Bz/∂t = -(v ∂Ey/∂t)/c²
由静电场旋度为零∂Ex’/∂z’ - ∂Ez’/∂x’=0,和洛伦茨变换中的Ex= Ex’,∂z’ =∂z,γEz’= Ez,∂/γ∂x=∂/∂x’,γ=1/√(1- v²/c²),得到:
∂Ex/∂z –(1/γ²)∂Ez/∂x = 0
∂Ex/∂z –(1- v²/c²)∂Ez/∂x = 0
∂Ex/∂z – ∂Ez/∂x = -(v²/c²)∂Ez/∂x
由v ∂/∂x = ∂/ ∂t,得到:
∂Ex/∂z – ∂Ez/∂x = -(v/c²)∂Ez/∂t
类似以上的操作,可以得到:
∂Ey/∂x – ∂Ex/∂y = (v/c²)∂Ey/∂t
把这两个式子和上面的dB/dt= (V×dE/dt)/c²的三个分量如下:
∂Bx/∂t = 0
∂By/∂t = (v ∂Ez/∂t)/c²
∂Bz/∂t = -(v ∂Ey/∂t)/c²
对比,可以得到:
∂Ez/∂y – ∂Ey/∂z = 0
∂Ex/∂z – ∂Ez/∂x = - ∂By/∂t
∂Ey/∂x – ∂Ex/∂y = - ∂Bz/∂t
合并以上三式,正是法拉第电磁感应方程:
∇×E= - ∂B/∂t
下面我们对磁场B变化产生引力场A方程dB/dt=dV/dt×E/c²展开分析。
该方程的三个分量如下:
∂Bx/∂t = 0
∂By/∂t = (∂V/∂t) ×Ez/c²=A ×Ez/c²
∂Bz/∂t = -(∂V/∂t) ×Ey/c²= - A×Ey/c²
以上方程可以写为dB/dt=A×E/c²,对这个方程可以理解为:
正电荷o点沿x轴正方向加速运动的时候,在周围空间任意一点p处,产生了电场E和沿加速度方向相反的引力场A。
A、E、dB/dt三者满足叉乘关系,三者相互垂直的时候,值最大。
3,加速运动电荷的电场、磁场、引力场三者之间关系
由于变化电磁场产生引力场是统一场论的核心,也是人工场技术得以应用的关键,下面,用另外一种方法来推导加速运动正电荷产生引力场。
电场、磁场、引力场的各种关系,可以看成是B = V×E/c²这种基本关系的衍生,都可以从这个基本方程推导出来。
式dB/dt = A×E/c²只能适用于某些微观单个基本粒子,我们宏观看到的物体粒子,是许多微小带电粒子的复合,其正负电荷相互抵消了,磁场也有很多相互抵消了。
以上推导的变化磁场产生引力场公式dB/dt = A×E/c²有可能只适用于正电荷,因为正电荷周围空间光速发散运动,可以把空间的扭曲效应【包含了加速电场、加速磁场和变化电场形成的引力场】以光速发散出去。
而负电荷周围空间光速向内收敛运动,按理是不能把空间扭曲效应发散出去的。但是,按照洛伦茨变换,光速运动空间缩短为零,不再和我们是同一个空间,对我们观察者来说无法观察,有不确定性。
这个公式能不能适用负电荷,还需要理论进一步探讨和实践去判断。
为了进一步搞清楚加速运动电荷的电场、磁场、引力场三者之间的关系,我们结合一个实例来展开分析。
设想一个相对于我们观测者静止的点电荷o,带有电量为q的正电荷,在周围空间点p处产生了静电场E。
在零时刻,当o点突然相对于我们以矢量加速度G【数量为g】沿x轴正方向加速运动。
按照统一场论,o点的加速度运动,会导致空间点p从o点出来,以矢量光速C向外运动的同时,叠加一个了加速度-G。
按照统一场论的引力场定义——引力场是空间点本身的加速度运动,引力场A【数量为a】和空间点p的加速度-G是等价的,所以,空间点p所在的位置,会因为o点的加速度运动产生一个引力场:
A【数量为a】=–G。
我们来求出静电场E、E的加速变化形式Eθ、引力场A之间的关系。
设想正点电荷o相对于我们观测者一直静止在笛卡尔坐标系的原点o,从时刻t=0开始以加速度G【数量为g】沿x轴正方向作直线匀加速度运动。
在时刻t =τ时,o点到达了d点就停止加速运动,此时的速度达到了v = gτ,以后就以速度v继续沿x轴作匀速直线运动,一直运动到后来的q点。
如下图所示:
为了简单起见,我们考虑的是v远远小于光速c,od距离远小于oq。
下面我们考虑在任意时刻t(t远大于τ)时电荷o周围的电场分布情况。
在0时刻至τ时刻这一段时间内,由于正点电荷o的加速运动使它周围的电场线发生扭曲,并且这个扭曲状态会以光速c向外延伸。
统一场论明确的指出,正电荷的电场线就是电荷周围以光速运动的空间点运动位移。
以上的扭曲状态以光速向外运动,就像一个向四周匀速喷水的水龙头,一旦水龙头抖动一下,引起水流发生扭曲,这个扭曲状态肯定的是以水流的速度向外延伸。
由加速运动电荷o引起的电场的扭曲状态以光速c向外延伸,在上图中可以看到扭曲状态的厚度为cτ,夹在两个球面之间。
后一个球面,在t时刻已向四周传播了c(t-τ)这么远的距离,这个球面是以q点为中心,直径为c(t-τ)的球面。
前一个球面,在t时刻已向四周传播了ct这么远的距离,这个球面是以o点为中心,直径为ct的球面。
由于从时刻t=τ开始,电荷o作匀速运动,所以在这个直径为c(t-τ)的球面内分布的电场应该是作匀速直线运动电荷的电场。
根据我们前面的设定,电荷o的运动速度v远远的小于光速c,所以这球面内的电场在任意时刻都近似为静电场。
在时刻t,这一电场的电场线是从此时刻o点所在位置q引出的沿半径方向的直线。
由于t远大于τ,c远大于v,所以r=ct远大于vτ/2(即从o点到d点的距离)。因此,扭曲状态的前、后沿的两个球面几乎是同心圆。
随着时间的推移,以上的扭曲状态的半径(ct)不断的扩大,以光速向外延伸、传播。
我们从统一场论中电荷、电场定义方程知道,电场线发生扭曲,不会改变电场线的条数,仍然是连续的,所以在扭曲状态的前后两侧面的电场线的条数是相等的。
在v远小于c时候,这个扭曲的电场线可以当直线来看待。
我们选用与x轴成θ角的那一条电场线来分析。
由于从o点到d点的距离od相比r = ct要小得多,我们可以把o点和d点看作为一点(也就是od接近于零)。
而oq =vτ/2+v(t-τ)≈vt
扭曲区内的电场E可以分成两个分量Er【径向电场,电荷静止时候本来就存在,其数量为er,】和Eθ【横向电场,可以看成是Er的变化形式,其数量为eθ】。
由上图可以看出
eθ/er= vt sinθ/cτ= g t sinθ/c = g r sinθ/c²
在统一场论中,引力场的本质就是空间点的加速度,但是,引力场与引力场源指向引力场点p的位置矢量R【数量为r】方向相反。
所以,这里的引力场可以用A【数量为a=-g】表示,所以有:
Eθ/er= A×R/c²
上式中由o点指向空间点p的位置r =ct改用矢量R来表示。
以上电场Eθ垂直于电磁场的传播方向(这里是Er的方向),并且只有在扭曲状态中存在。所以,它就是电荷o点加速运动时候所产生的横向扭曲电场。
Eθ可以看成是电荷因为加速运动引起了Er的变化。
上式给出了电荷o静止时候本来就存在的电场Er、加速运动引起Er的变化形式Eθ、加速运动电荷o产生的引力场A三者之间的关系。
接下来,我们求出加速运动点电荷周围的变化磁场和产生的引力场之间的关系。
按照麦克斯韦方程,电场在真空中变化,必然产生变化的磁场。
统一场论、相对论都认为,电荷o以速度V运动的时候,电场E和磁场B满足一种基本关系:
B = V×E/ c²
由电荷加速运动而变化产生的横向电场Eθ、横向磁场Bθ【数量为bθ】所满足的关系,没有跳出B =V×E/ c²。
只是这个时候,运动速度V不是电荷的运动速度,而是电荷周围空间点p【也可以说是场点,考察点】的运动速度。
统一场论指出,静止物体周围任意一个空间点以矢量光速C’向四周发散运动,当物体以速度V匀速直线运动的时候,空间点的运动速度变为C-V,所以,空间点本来的矢量光速C’和C比较有了一个改变量——速度V。
但是,这里的电荷运动速度远远小于光速,所以,空间点p 的速度仍然可以看成是矢量光速C。
由于扭曲状态是以光速在传播,加上统一场论的矢量光速概念,所以,空间点的运动速度是矢量光速C,因此有式:
Bθ= C×Eθ/ c²
数量形式为:
c bθ= eθ
把上式和式Eθ/er = A×R/c²【注意,er是Er的数量】比较,我们有:
Bθ/er= A×R/c³
上式表示了电荷静止时候就存在的电场Er【数量为er】因为电荷加速运动而变化,所产生的引力场A、变化磁场Bθ三者之间的关系。
利用时空同一化方程R=Ct,上式Bθ/er= A×R/c³也可以改写为:
Bθ= er(A×【R】)t/c²
【R】是矢量R的单位矢量,和C的方向一致,er的方向和【R】也是一致,所以,
er【R】= Er
所以,有:
Bθ= (A×Er)t/c²
将以上两边对时间t求导数,得:
dBθ/dt = A×Er/c²
其实,这个公式,和前面的磁场定义方程B= V×E/c²对时间t求导数:
dB/dt =(dV/dt)×E/c²= A×E/c²
是吻合的,用语言描述就是:
加速运动正电荷在周围空间产生加速度方向相反的引力场,并以光速向西周扩散传播。
可以看出,变化电磁场产生变化电场和引力场方程,没有跳出磁场和电场满足的基本关系方程B = V×E/c²,电场、磁场、引力场的一切关系都是这个方程的变种而已。
以上描述了正电荷加速运动,引起电场变化,产生了变化磁场和引力场,并且给出了加速变化电场、加速变化磁场、引力场三者相互关系【包含了方向】。
三十八,变化电磁场产生引力场的试验情况。
2023年11月2日凌晨4点,我在地下室实验首次发现了变化电磁场产生引力场的微弱效应,仅高度灵敏的仪器可以检测到。
后来经过长时间的反复试验,现在试验产生的引力场效应明显,由试验可以确定:
加速运动正电荷可以产生加速度方向相反的引力场。
2024年3月1日,我在试验中发现:
变化的磁场产生漩涡引力场,可以令一切物体旋转。
后来,在真空情况下这个试验同样成立。
在下图中,
正负极之间不接触,相隔一定距离,套上有机玻璃管,用细线悬挂一个轻小薄片状物体,中心打孔,套在有机玻璃管上,处于正负极空隙的中间位置上。
当正负极连接高压直流电源,按下电源开关瞬间,悬挂物向正极方向运动。
掉转正负极,悬挂物仍然向正极方向运动。
当按下电源开关瞬间,线路中正电荷原地加速振动,在正负极之间产生的电动势就包含了磁场和直线引力场,其中的直线引力场令悬挂物向正极方向直线加速运动。
这个试验在真空条件下同样成立。
下面介绍变化磁场产生漩涡引力场的一种试验方法。
在下图中:
直径0.57毫米的漆包铜线绕两个长19厘米,直径3.7厘米的螺旋线圈。
线圈一边接高压包的正负极【高压包输入是直流7.4伏,输出高压脉冲直流2.6万伏,淘宝上商家标200万伏,那是虚标,在淘宝上搜“直流7.4v2000kv高压发生器”就可以下单买到 】放在真空罐【直径10厘米】两侧,两个线圈是断开的,罐子里已经抽成了真空。
真空罐子里红色的东西是用棉细线悬挂的聚乙烯小球。
当按下电源开关,聚乙烯小球旋转了起来。
我们来对以上的试验发现的现象做出分析。
按照统一场论理论中磁场B随时间t变化产生引力场A=dV/dt和电场E的方程:
dB/dt =A×E/c²+(1/c²)V×dE/dt
(1/c²)V×dE/dt是变化的磁场产生电场,也是法拉第电磁感应方程,严格的证明可以见本人的统一场论,加本人微信可以索取《统一场论》电子版资料。
按照统一场论理论中变化磁场B随时间t产生引力场A的方程
dB/dt =A×E/c²
和磁矢势就是引力场A的方程
∇×A= B/f
的预言,变化磁场产生的漩涡引力场可以令一切物体旋转,漩涡引力场旋转的中心轴线就是磁力线。
我们知道,磁力线是环绕的,在螺旋线圈两端是弯曲的。如下图:
所以,按照统一场论,悬挂物和细线无论与螺旋管是垂直还是平行,都可以造成悬挂物的旋转。
如果磁力线是直线,绕这个直线磁力线旋转,在垂直方向就不能旋转了。
在真空条件下,可以排除静电马达效应、离子风效应。
因为离子风是空气被电离形成的,真空里没有空气,所以不存在离子风效应。
静电马达效应,是正负极喷射电荷到聚乙烯小球上形成的。
而电极在真空罐外,隔着真空罐厚玻璃,无法将电荷喷射到真空罐里面去。
但不能排除电场的极化效应,因为高电压的极化效应不但在真空中存在,而且可以轻易的穿过真空罐的厚玻璃。
以下的试验情:
两个线圈如上图所示,一个在上,一个在下,相距29厘米,彼此没有连接。中间是真空罐,已经抽成真空,里面用细棉线悬挂一个红色的聚乙烯小球。
当按下电源开关,红色小球同样旋转起来。
这种线圈上下结构,线圈和悬挂聚乙烯小球的细线平行,使得极化效应产生的力沿细线平行方向,而聚乙烯小球以细线为轴线旋转,这样,极化效应对旋转就没有了贡献。
这种情况下,可以排除极化效应,加上排除了静电马达效应和离子风效应,只剩下了统一场论的变化磁场产生漩涡引力场、令一切物体旋转的效应。
试验时候,两个高压包的并联方法:
高压包的红白两个细线是高压包电压输入端,红色是正极,白色是负极。两个粗红线是高压输出端。
将输入端两个红线拧在一起,连接在直流可调电源正极上,也可以连接在5个1.5伏串联的南孚电池上。白线拧在一起连接负极。
区别高压包的高压输出端正负极的方法【有的厂家用红色表示输出端正极,黑色表示负极,大部分厂家没有分开】:
将高压包高压输出端的两个粗红线一字排开,间隔8之10厘米,下面点上蜡烛,合上电源,火焰偏向那一边,就是高压包高压输出端的负极。