惯性

王为民

惯性

王为民（四川南充龙门中学）

物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质，称为惯性。惯性是物体的一种固有属性，表现为物体对其运动状态变化的一种阻抗程度，质量是对物体惯性大小的量度。

我们坐车的时候，汽车突然启动前行，我们的身体会向后仰，汽车左转，我们会碰撞到汽车右侧壁，汽车右转我们会碰到汽车的左侧壁，车子突然下坡，我们有飞起来的感觉，汽车突然刹车，我们的身体又会不由自主地前倾。实际上，这都是我们具有惯性的表现，是我们在保持自己原来运动状态的过程中发生的现象。

我注意到，由于地球类似鸡蛋一样的结构。地球分由地壳、熔岩、地核三部分组成。地核在地球内部受到地球的万有引力作用下，万有引力的大小为零。也就是地核是悬浮在熔岩中的，无论地核悬停在地球熔岩的什么部位，其受地壳的万有引力大小为零。这类似于带电金属球壳空腔中，异种点电荷在这个球壳内部的任意位置所受库仑力的大小为零一样。如果这个装置做旋转运动，其内部点电荷就会因为惯性运动和金属球壳发生惯性碰撞。所以，地球在围绕太阳公转时或者地球在围绕地球和月球质量的约化中心做旋转运动时，将发生地核和地壳的惯性内碰撞，使地壳板块发生断裂，即产生所谓的地震，如果使地壳板块产生裂缝，地球内部熔岩从内部喷发而出，还将造成火山的爆发。

我把地震或火山这样的形成机制叫做地核与地壳的惯性内碰撞机制。

研究物体的惯性，我们应该站在更高的视角上去观察物体的惯性。于是，我想到了太阳的结构同地球类似，太阳由里往外的结构顺序是由核心、辐射区、对流层、光球层、色球层、日冕层构成。光球层之下称为太阳内部；光球层之上称为太阳大气。太阳是银河系较典型的恒星，位于分支悬臂猎户臂上，离银河系中心有2.61万光年，太阳系移动速度约240㎞/s，2.26亿年转一圈。太阳具有太阳系内已知质量的99.86%，并以引力主宰着太阳系 。木星和土星，是太阳系内最大的两颗行星，又占了剩余质量的90%以上。其中，木星是太阳系八大行星中体积最大、自转最快的行星，从内向外的第五颗行星。它的质量为太阳的千分之一，但为太阳系中其它七大行星质量总和的2.5倍。

太阳不仅在围绕银河系中心公转，也在围绕太阳和太阳系行星的质量的约化中心旋转。尤其是太阳也在围绕太阳和木星的质量的约化中心旋转，于是因为太阳核心的惯性运动，会因为木星围绕太阳公转的11.86年的运动周期而和太阳对流区发生惯性内碰撞形成太阳的“地震和火山”，那就是11.86年的太阳周期性黑子和耀斑的密集活动，因为太阳核心偏离了太阳的中心，太阳对流区受太阳核聚变产生的核辐射作用发生严重的不均匀分布，在太阳赤道附近形成大规模对流区等离子体的旋转对流活动，太阳对流区等离子态为了维持角动量守恒，在太阳赤道附近的最大等离子体旋转对流活动，即所谓的黑子，旋转方向一般相反，磁场极性也呈现11.86年的相反活动规律。并且由于太阳核心11.86年为周期靠近太阳对流区，所以，太阳核心靠近的那一面太阳赤道附近对流区等离子态的旋转运动形成的大规模黑子群，由于温差电，形成许多等离子体球状闪电，并引起太阳球状闪电的大规模放电现象，形成太阳耀斑。部分对流区物质被对流区“龙卷风”抛出，形成日珥。

太阳核心靠近赤道对流区的一面引起太阳大规模黑子群活动

我把地球的地震、火山，太阳的黑子、耀斑等活动的背后原因归结为一种物理现象，这就是其核心的惯性运动。因为我偏爱物理，所以是以物理学的眼光观察的天文现象，并且用它来解释宇宙万事万物的。

所以。在我的眼里，这就是简单的物理现象，有着奇妙的和强大的解释万物的能力。

1932年，美国加州工学院的瑞士天文学家弗里兹·扎维奇最早提出证据并推断暗物质的存在。弗里兹·扎维奇观测螺旋星系旋转速度时，发现星系外侧的旋转速度较牛顿重力预期的快，故推测必有数量庞大的质能拉住星系外侧组成，以使其不致因过大的离心力而脱离星系。弗里兹·扎维奇发现，大型星系团中的星系具有极高的运动速度，除非星系团的质量是根据其中恒星数量计算所得到的值的100倍以上，否则星系团根本无法束缚住这些星系。

我认为，弗里兹·扎维奇的解释完全错误，星系外侧的旋转速度较牛顿重力预期的快不是证明暗物质存在，而是证明星系在数亿年间已经通过中微子和光的形式丢失了大量的物质和能量，逐渐失去了对星系外侧的引力控制而获得部分惯性运动的速度，而造成了星系外侧的旋转速度较牛顿重力预期的快。

可见，物体的惯性是多么强大的原理。

同样的现象，我从相反方向去考虑，结果得到的结论完全相反，那就是根本不存在暗物质这样的东西。我把这一现象叫做“星系物质和能量丢失导致暗物质存在的惯性错觉”。

以银河系为例：

银河系自转速度为250千米/秒，如果不考虑银河系能量丢失，银河系就只能维持160千米/秒的自转速度。

可见银河系250千米/秒银河系的自转速度一部分应该是来自银河系形成时的惯性运动速度。

银河系是太阳系所在的恒星系统，包括1,200亿颗恒星和大量的星团、星云，还有各种类型的星际气体和星际尘埃，它的可见总质量是太阳质量的一千四百亿倍。在银河系里大多数的恒星集中在一个扁球状的空间范围内，扁球的形状好像铁饼。扁球体中间突出的部分叫“核球”，半径约为7,000光年。核球的中部叫“银核”，四周叫“银盘”。在银盘外面有一个更大的球状区域，那里恒星少，密度小，被称为“银晕”，直径为7万光年。银河系的物质约90%集中在恒星内。而太阳是在大约45.7亿年前在一个坍缩的氢分子云内形成。太阳在其主序的演化阶段已经到了中年期，在这个阶段的核聚变是在核心将氢聚变成氦。每秒中有超过400万吨的物质在太阳的核心转化成能量，产生中微子和太阳辐射。以这个速率，到目前为止，太阳大约转化了100个地球质量的物质成为能量，太阳在主序带上耗费的时间总共大约为100亿年。把这个计算应用到银河系，银河系自诞生以来，通过恒星辐射中微子和恒星光的形式，也有至少480000亿个地球质量以中微子和恒星光辐射的形式丢失掉了。当然，这是最少的诂算。可见，银河系物质和能量的丢失后果就是造成银河系外侧的速度失去一部分银河系内部引力的控制，而根据角动量守恒定律，银河系外侧恒星角速度不减反增。

把这个道理应用在其它星系上都会得到同样的结论：是王为民星系物质和能量丢失机制导致了星系外侧自转惯性运动原速度大于质量减小后的应有速度，而不是存在所谓暗物质存在导致了星系外侧自转速度的增加。

可见，同样的现象，用不同的物理机制去解释，结论可以完全相反。

所以，“星系物质和能量丢失机制导致暗物质存在的惯性错觉”理论，可以推翻暗物质的存在的结论。

再百度“暗能量”一词：1998年，两个研究小组通过观察Ia型超新星（标准烛光），发现其亮度比预期的暗淡，说明星系在加速分离，宇宙在加速膨胀。为了解释这一现象，科学提出了暗能量这一概念。所谓暗能量，是指一种充溢空间的、推动宇宙加速膨胀速度的难以察觉的能量形式。暗能量假说是当今对宇宙加速膨胀的观测结果的解释中最为流行的一种。在宇宙标准模型中，暗能量占据宇宙68.3%的组成部分。

我认为，暗能量的错觉同样来自星系物质和能量通过中微子和恒星光、黑洞辐射能量的丢失，使星系间的万有引力作用越来越小，导致彼此间惯性运动产生的距离越来越大。如果说通过观察星系在加速膨胀，那就说明星系质量的丢失导致了星系间的加速分离。我把这一现象叫做“星系物质和能量丢失机制导致暗能量存在的惯性错觉”。

当然，我还不满足用物理现象去解释自然现象。我还喜欢用物理原理去构造奇妙的物理现象。

我可以利用物体的惯性产生的离心力去抽干地球上的海水。当然，我这里不是要干这样的不利于生存的坏事，而是要说明物理学有强大的改变世界乃至宇宙的能力。我能够去做只有神化故事中神仙才能办到的事。说实在的，我从小就想当神仙，所以，我学习了物理学之后就想干一些神仙才能办到的事，即使仅仅取得大家一乐，我也觉得自己十分地了不起。不是阿基米德也说过这样的话吗？只要给我一个支点，我可以撬起整个地球。那我也可以说出同样的的类似的话：只要给我一根足够长的管子，我可以抽干地球上的全部海水。

具体怎么办？

下面回到我要利用物体的惯性产生的离心力抽干地球上的海水的想法。

只要想一想，地球在自转，而地球的自转必然产生离心力，在保持地球角速度不变的情况下，离心力与半径呈正比，即F=mω2r，可见，我只要把一根管子做得特别长，我就可以做由于地球的自转，在地球赤道平面径向朝外的方向上，其离心力远远大于地球对它的万有引力，即F=mω2r>GMm/r2，于是，海水就可以因为离心力的作用被抽到太空中去。

当然，要实现这样的想法，和阿基米德要用一根杠杆撬起整个地球一样是很难咐诸实际行动的。

因为，这里有太多的因素没有考虑：

第一，   这根装满水的管子的质量中心应该比地球的卫星同步轨道还要高才能把地面上的水抽到太空中去。

第二，   地球上的大气压难以保持水柱高度，要离心力发挥作用，要保证管子中的水不断流很难实现。

第三，   由于太空温度太低，抽上去的水很容易因为低温而结冰，直接影响这个连续不断的抽水过程继续进行下去。

第四，   用什么材料才能做出这样长的管子，怎样才能让这个管子伸展到太空中去？

如此等等的问题有待解决。看来，我们人类单纯依靠一个物理原理去实现神仙轻而易举就办到的事情是非常困难的。

当然，如果能够利用惯性离心力把水送到太空中去，同样方法，就可以在水中夹带物品，利用物体的惯性离心力把地球空间站需要的部分物品带上去，这样，就大大地节约了运输成本，甚至比太空天梯有更好的运输功效，可以大大地节约运输物质需要克服地球万有引力而消耗的能量。