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眾所周知:萬有引力定律的表達式:F=GMm/R^2,角動量守恒定律的表達式:mvR=L。對于萬有引力定律常數只有G,對于角動量守恒定律常數只有L,其它都是變量,也就是說,M、R、F、m、v都是變量,即都是可以變化的,對于不同的系統都是成立的。據此我猜想,對于同一系統也是成立的,即對于同一系統,M、R、F、m、v變化萬有引力定律、角動量守恒定律也是成立的。現在我將這兩個定律應用在宇宙,探索宇宙的奧秘,進而得出普遍的質量與時空的關系。
宇宙的中心可以理解為宇宙開始的位置,如果宇宙開始時形體巨大,宇宙的中心可以理解為巨大形體的幾何中心。在宇宙中,不論宏觀天體還是微觀粒子,只要在宇宙尺度上研究它們,即以宇宙的中心為中心研究宏觀天體、微觀粒子、基本粒子等,可以說,宇宙中光子的運動也不例外,即存在于宇宙的所有物質,大到組成宇宙的星系小到組成原子、亞原子的微觀粒子都是宇宙的組成部分,宇宙自轉的角速度非常小,但是自轉速度是存在的,根據2025年發表在《皇家天文學會月刊》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)的一項研究,如果宇宙確實在自轉,其周期可能長達約 ?5000億年轉一圈,相當于每秒旋轉約 6.3×10^?18弧度,即現在宇宙自轉的角速度ω=6.3×10^?18rad/s,對于宇宙一定符合角動量守恒的條件,所以宇宙的角動量是守恒的,即MVR=D,其中,M是宇宙的質量、V是宇宙的自轉速度、R是宇宙的半徑、D是宇宙的角動量。MVR=D兩邊平方得:M^2V^2R^2=D^2——(1),由于D是常數,所以D^2仍然是常數。
在宇宙尺度上研究宇宙,宇宙的質量分布可視為均勻的,可以認為由質量相等的兩部分組成,這兩部分的質量中心到宇宙幾何中心的距離就是宇宙的半徑,這兩部分質量也可以等效為兩個質點,宇宙這兩部分質量的相互作用一定遵循萬有引力定律,根據萬有引力定律可得:Gm^2/R2=V^2m/R——(2),其中m是宇宙質量的一半、G是萬有引力常數、R是宇宙的半徑、V是宇宙自轉的速度。化簡方程(2)得:Gm/R=V^2,,數學變形得:2mG/2R=V^2——(3),由于2m=M,聯立方程(1)、(2)解得:M^3R=2D^2/G,由于2、D^2、G是常數,令2D^2/G=H,H必然是常數,所以M^3R=H——(4),其中,M是宇宙的質量、R是宇宙的半徑、H是常數。于是我們可以得出結論:宇宙質量的三次方與其半徑的乘積是一個常數,可見宇宙在演化過程中,其質量M、半徑R是變化的,宇宙質量的三次方和宇宙半徑的乘積是不變的,宇宙的演化過程就是質量“換”時空的過程,宇宙質量達到最小值,時空半徑達到最大值,反之亦然。即宇宙隱藏著的奧秘就是:質量與時空相互轉化的過程。
上面我是假設宇宙兩部分質量相等推導的。其實,宇宙兩部分質量不相等也是適用的,也就是說,即使宇宙大尺度的質量分布不均勻,也是適用的。假設宇宙分割為兩部分的質量分別是:M和M/n,仍然根據萬有引力定律得:GM^2/nR2=V^2M/nR,化簡得:V^2=GM/R,顯然系統質量等于:M(1+1/n),即方程M^2V^2R^2=D^2——(1)的M應該是:M(1+1/n),改寫方程M^2V^2R^2=D^2——(1)為:M^2(1+1/n)^2V^2R^2=E^2,其中,E^2是常數,由于對于分割后兩部分的質量比是確定的,即n是常數,所以1+1/n)^2必然是常數,所以M^2V^2R^2=E^2/(1+1/n)^2,E^2/(1+1/n)^2也必然是常數,,令E^2/(1+1/n)^2=K,則M^2V^2R^2=K,聯立方程V^2=GM/R和M^2V^2R^2=K,解得:M^3R=K/G,由于K、G都是常數,所以K/G一定是常數,令K/G=T,則M^3R=T,由于宇宙的總質量是:M(1+1/n),所以M^3R=T可以改寫為:[M(1+1/n)]^3R=T(1+1/n)^3,由于T、(1+1/n)^3都是常數,所以當宇宙質量分成兩部分,即使這兩部分質量不相等時,仍然符合宇宙質量的三次方與其半徑的乘積是一個常數,也就是說,宇宙的演化必然遵循規律——宇宙質量的三次方與其半徑的乘積是一個常數,數學描述:M^3R=H,其中,M是宇宙的質量、R是宇宙的半徑、H是常數。
一般來說,星系、恒星系、行星系……,被認為質量分布是不均勻,但是,由于宇宙在大尺度質量分布是均勻的,符合規律:M^3R=H,假設宇宙在大尺度質量分布不均勻,也符合規律:M^3R=H。據此足以說明這個規律可以推廣到星系、恒星系、行星系……。
結論:宇宙、星系、恒星系、行星系……,任何星球甚至更小都遵循質量的三次方與其半徑的乘積是一個常數這個規律,至少可以說,都近似遵循這個規律。方程M^3R=H能為我們研究宇宙提供新的視覺,也能為研究質量與半徑的關系提供新的思考。
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