星系自转曲线对周坚红移定律的验证（§1.4.5） - 解析宇宙学创始人周坚的博客 - 国科...

来源：百度文库编辑：神马文学网时间：2024/04/28 04:13:06

解析宇宙学导论
第一章引言
§1.4 解析宇宙学重要规律的提出与验证
1.4.5 星系自转曲线对周坚红移定律的验证
星系自转情况是人们可以通过红移观测到的一种自然现象。
现在我们先看看牛顿力学所描述的星系自转曲线特征。
已知：星系核的质量为M1，环绕星系核转动的恒星质量为M2，它们之间的万有引力是Fw，离心力是FL，距离是r，恒星环绕星系核转动的速度是υ。
因为：牛顿万有引力定律：

（1.4.5.1）
所以：万有引力：

（1.4.5.2）
又因为：离心力：

（1.4.5.3）
由于万有引力与离心力相等，即FW=WL，于是就有：

（1.4.5.4）
整理后就获得了如下关系式：

（1.4.5.5）
由此可见，恒星环绕星系核转动的速度随距离的增大而减小，这是牛顿力学给出的星系自转曲线特征函数。
现在我们再看看基于周坚红移定律的牛顿力学系统所描述的星系自转曲线特征。
将周坚红移定律（1.4.2.5）代入牛顿万有引力定律（1.4.5.1），由此获得如下形式的万有引力定律：

（1.4.5.6）
式中，F是单位为N的两个物体之间的引力，G是万有引力常数，即G=6.67259×10-11N•m2/kg2，M1是物体1的质量，M2是物体2的质量，质量的单位是kg，z是两个物体质心之间光（电磁辐射）相互传播的宇宙学红移，α是宇宙学红移常数，即α=H0/c=0.000236830508 /Mpc，为统一单位，将它换算成每米的单位就是α=0.000236830508 /（3.2616252182×106×9.4605536×1015m）=7.67515295×10-27/m。这就是由解析宇宙学创始人周坚于2009年12月24日建立的周坚万有引力定律，它是从宇宙学红移的角度来描述万有引力性质的。
基于周坚万有引力定律，环绕恒星与星系核之间的万有引力就是：

（1.4.5.7）
依据万有引力与离心力相等的关系，即FW=WL，于是就有：

（1.4.5.8）
整理后就获得了如下关系式：

（1.4.5.9）
又由于式中的z/α=cz/H0=r是哈勃定律，因此用距离表达就是如下形式：

（1.4.5.10）
由此可见，基于周坚红移定律代入牛顿万有引力定律所获得的周坚万有引力定律，恒星环绕星系核转动的平均轨道速度并非随距离的增大而减小，而是随距离的增大而趋向一个恒定值αGM1，它导致与星系质量的平方根成正比，这是星系自转曲线“平直的”根本原因。这就是周坚力学体系给出的星系自转曲线特征函数。
现在我们还是回过头来看看实际观测情况，在足够远的距离上环绕星系中心天体的平均轨道速度确实没有按照牛顿动力学预测的应该依照质量分布的递减，与轨道距离的平方根成反比，而是“平直的”，即在中心核球外的速度相对于距离几乎是个常数，这种现象已经是众所周之的事情，它与牛顿力学给出的星系自转曲线特征完全背道而驰，而与周坚力学体系给出的星系自转曲线特征完全吻合。
现在我们就以银河系为例，应用周坚力学体系给出的星系自转曲线特征函数（1.4.5.10）计算一下银河系的质量。
1、太阳轨道以内的银河系质量。
已知条件：太阳环绕银河系中心的平均轨道速度是υ=220km/s，平均轨道半径大约是r=8500pc=2.622826×1020m。
依据基于周坚力学体系的星系自转曲线特征函数（1.4.5.10），太阳轨道以内的银河系质量M的计算过程如下：

由此可见，太阳轨道以内的银河系质量是1.937397×1041kg，而太阳的质量只有1.9891×1030kg，因此，太阳轨道以内的银河系质量是太阳质量的9.740067×1010倍，也就是说，太阳轨道以内的银河系质量为1011太阳质量。
2、银河系的总质量。
假设银河系的平均轨道速度是υ=220km/s，已知银晕半径是r=15000pc=4.628517×1020m。
依据基于周坚力学体系的星系自转曲线特征函数（1.4.5.10），银河系的总质量M的计算过程如下：

由此可见，银河系的总质量是3.418930×1041kg，是太阳质量的1.718833×1011倍，也就是说，银河系的总质量为1.718833×1011太阳质量。
综合而言，太阳轨道以内的银河系质量占银河系总质量的大约57%。