引力的本質是什麼？它又是如何產生的？ 購買該電子書查看完整內容
读Φ拿枋觯际怯脕斫忉屖澜缛f物是如何運動的。在牛頓之前根本就沒有「力」的概念。而概念是物理學溝通中的一個重要工具，是思維與想像之間的根本區別。要探究萬有引力這個概念，最好先從人類關於「運動」的故事開始。
牛頓之前的「運動」。
有這樣一個事實：在牛頓之前，對於我們生活的這個空間里，物體如何運動，一直無人能解答。
正因如此，那個時代的世界被命運的精靈和魔鬼所控制。一些魔法、巫術、迷信的思想，是那個時代的熱門話題。即便古希臘的哲學家們，也將物體的運動歸結於，它們是否具有和人類一樣的慾望或者情感。所謂的「水火土氣」具有各自的本性，它們遵循本性而運動。物體之所以會停下來，只是因為「累」了而已，一些物體之所以會掉在地面，是因為它們渴望與大地合二為一。
以現在的科學語境來解釋，就是力是維持物體運動的原因。物體只有在為外力的推動下才能一直運動，外力一旦停止，運動也就停止。這也正是亞里士多德的主張，而這種說法一直從公元前4世紀，延續到了公元後16世紀。
牛頓開啟的力學觀。
1666年，23歲的牛頓，驅除人類腦中被亞里士多德學派植入的精靈，提出了力的概念，並描述了力的三大特質（牛頓力學三定律）。而且人類第一次可以用簡單的公式，來預測物體未來的運動軌跡。
而牛頓之所以能建立萬有引力定律，皆因洞察到蘋果墜落的秘密。世界萬物都在掉向地球，這就是牛頓發現的物理圖景。牛頓意識到，如果他站在一個山頂上，只要以足夠大的速度扔出一塊石頭，石頭就可以像月亮一樣，永遠圍繞地球做自由落體運動。
而石頭的速度，取決於扔出它的那一瞬間，因此牛頓認為力是瞬時的，更是一種超距作用。比如太陽如果突然消失，牛頓認為地球就會立即飛離自己的軌道，飄向宇宙深淵之中。這也就意味著，地球上的時間與太陽上的時間是同步的，乃至於宇宙整個空間的任何一個位置的時間都是同步的。這就是牛頓的絕對時間觀。在地球上的一米，到宇宙中任何地方，都是一樣的長度，不會發生任何變化。這就是牛頓的絕對空間觀。
當牛頓建立了這種絕對空間與絕對時間的常識概念，空間和時間就能構成一個絕對的參考系，可以描述我們日常生活中所有的運動。而引力到底是什麼？牛頓並沒有去想，因為他興奮地沉浸在他建立的萬有引力定律對萬物運動的預言之中。
打破超距作用的場概念。
1860年，麥克斯韋繼承了法拉第關於「場」的概念，並建立起了場的數學表達式。雖說麥克斯韋研究的是電磁現象，但他所完善的場概念，被愛因斯坦稱為是物理學自牛頓以來最深刻的成果。
在麥克斯韋的場概念中，電磁力的傳播，不像牛頓的力那樣是瞬間作用，而是需要時間來傳播的。而且在揭示了電磁波與光之間的關係之後，關於光速的描述，讓經典物理學的兩大支柱：牛頓力學與麥克斯韋電磁波理論產生了無法調和的矛盾。
牛頓力學描述的速度，是可以疊加的。而麥克斯韋的電磁波理論中，光速卻是恆定的。同樣是對速度的描述，為什麼萬物適用的牛頓力學對於光，就不再適用了呢？到底是牛頓錯了，還是麥克斯韋錯了？
愛因斯坦對光的理解，勾勒出了對引力的物理圖景。
如果你開著一輛光速行駛的車子，遠離後方的鐘塔。由於後方的光已經追不上你，在你看來鐘塔上的鐘已停止轉動，而如果你看自己的手錶，會發現手錶依然在運轉。
當愛因斯坦想到這一點時，絕對時間觀轟然倒塌。不同的速度下，時間的流逝是不一樣的。一個跨時代的光速圖景在愛因斯坦的大腦里展開了。
1905年，愛因斯坦通過對這個物理圖景的思考，打破了牛頓的絕對時間與絕對空間觀，提出了時間與空間的相對性。這對理解物體的運動，邁進了一大步。
在愛因斯坦的相對時空觀里，光速不變就成了一個合理的解釋。雖然當時MM實驗已經驗證了光速不變，但對於愛因斯坦來說，麥克斯韋的理論給他的啟發遠遠勝於MM實驗。
空間可變，就意味著空間可扭曲。而所有物體的運動都依附於空間，也就代表著描述物體運動的力與空間具有深層次的聯繫。當愛因斯坦將麥克斯韋的「場」概念引入力學中後，引力場替代了萬有引力的超距作用。
空間的形變使萬物有了運動的趨勢，而這種運動的趨勢就是引力場。所以說，引力場就是空間扭曲的結果。
總結
引力是空間的扭曲的結果，是人類目前知曉的最接近引力本質的一種詮釋。
通過了解人類對運動的認知發展，我們可以看到科學是如何一步一步地去觸及自然現象的本質。而看似不相關的光學現象，卻讓人們更加深刻地理解了引力的本質。而在孜孜不倦地探索中，人們也發現不同的自然現象之間似乎總是存在著某種隱秘的聯繫。
而這種聯繫正是愛因斯坦一生所追求的宇宙秩序，這種物理直覺，也正是現代物理學追求大統一終極理論的初衷。
如果覺得可以，麻煩給贊同，謝謝
怎麼理解萬有引力的本質是空間的彎曲？ - 小咖啡的回答 - 知乎
怎麼理解萬有引力的本質是空間的彎曲？?www.zhihu.com
引力這東西到底是什麼？我們看不見它，摸不著它，但它又無所不在。從你有記憶的第一天起，你就能記得自己是怎麼走在路上跌倒，又是怎麼費力地爬起來；當你逐漸長大，你丟沙包，打籃球，一頭扎進水裡游泳，這一切都讓你無時無刻不在感受著地球的引力；再長大一點，你開始明白潮起潮落是因為月球的引力影響了海水。有一天，你終於抬頭好奇地注視著浩渺的星空，日月星辰，斗轉星移，你能看到的宇宙中的一切都被引力這雙無形的大手控制著。你是否跟牛頓一樣好奇過：這引力到底是什麼？牛頓認為，引力就像一根無形的線，牽連著宇宙中的所有物體。從牛頓優美的萬有引力公式我們可以看到，引力的大小跟物體的質量成正比，跟距離的平方成反比。我們地球正是被一根從太陽上拉出的無形的線牽引著，繞著太陽做著有規律的圓周運動，就好像我們甩一個鏈子球一樣。按照牛頓的公式，如果太陽突然爆炸了，那麼太陽的質量瞬間降為零，引力的大小也會瞬間降為零，就好像這根線突然斷掉了，那麼地球就應該瞬間被甩出去，這就叫引力的超距作用。也就是說，在愛因斯坦之前，人們一直認為引力的互相作用是瞬間產生的，不管距離有多遠，只要質量發生變化，引力的大小也立即跟著發生變化。
愛因斯坦對這個觀點產生了嚴重的懷疑。根據狹義相對論所證明的，沒有什麼信號或者能量的傳遞速度能超過光速，如果太陽突然爆炸，地球最快也要在八分鐘後才能得知真相，引力的傳播絕不能逾越光速這個極限。如果引力真是可以超距作用的話，那麼就可以靠有規律地改變質量的大小來向遠方傳遞信息，就跟莫爾斯電碼一樣，這顯然違反了狹義相對論的基本推論。牛頓肯定錯了，但是，如果不是牛頓所說的看不見的線，引力又到底是什麼呢？為什麼它可以隔著遙遠的真空而相互作用？
愛因斯坦點燃一根紙煙，陷入深思。引力可以引起光線的彎曲，光為什麼會彎曲？因為光要走最短的路徑，在一個彎曲的空間里，光的最短路徑看起來就像一條曲線，就好像我們在一個皮球上的兩點間畫一條最短的線，它看上去就是一條曲線。既然光總是走最短的路徑，物理規律都是一樣的，一個扔出去的小球是不是也應該走最短路徑呢？我想應該是的，如果沒有地球引力，這個小球就會沿著直線一直飛下去。現在有了地球引力，這個小球走了一個拋物線落在地上，它的運動軌跡是一根曲線，那麼，我覺得這根曲線就應該是小球認為的在這個空間中的最短路徑，我們這個空間是被地球引力包裹的空間。所以，對了，就是這樣，引力的實質並不是一種力，只不過就是空間彎曲的外在表現而已，沒有什麼無形的線，只有彎曲空間這個實質。我們的宇宙空間就好像一張張開的大網，地球就壓在這張網上，網被壓得凹陷了下去。
圖 5-6 地球使得周圍的空間扭曲
就好像我現在一屁股坐在沙發椅上，我的屁股底下凹陷了一塊。這個凹陷的比喻和圖示都非常粗糙，只是一種近似，你千萬不要認為空間真的就是這麼凹下去的。實際上，三維空間是在所有的維度上都彎曲了，以我們人類有限的想像力，是很難把它真正形象化的，更不用說把它在一張二維的紙上畫出來。但不管怎樣，有這麼一個比喻總比沒有這個比喻好，雖然結果可能會讓這個世界上的少數聰明人更暈菜，但好處是會讓大多數普通人突然理解了時空彎曲。
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時間的形狀：相對論史話（彩圖升級版）
汪潔
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新發現天體運動的10個數學原理，引力的本質和宇宙起源秘密將揭開？
溫馨提示：本文第一部分是內容概要，幾分鐘就可了解基本內容；第二部分是詳解，有興趣的讀者看完第一部分後，可以選擇繼續深入細讀。
以下為新發現的10個天體運動的數學原理，敬請全球學者幫助，共同論證與驗證、合作與發表，或懸賞驗證結論，也接受批評和挑戰。
第一部分， 10個天體數學原理的基本內容概要
求證1：逃逸速度的數學公式
所有自轉天體，任意處的順自轉逃逸速度Vt和該點的自轉線速度V1的平方和，總等於兩極逃逸速度V0的平方。
即：Vt^2+V1^2=V0^2 (1.1)
求證2：重力加速度的數學公式
所有自轉天體內外任一處的重力加速度g，等於該點逃逸速度Vt的平方與其2倍質心距離d的比值。
結合（1.1）代入有：
g ==Vt^2/2d =（V0^2－V1^2）/2d （2.1）
質心是指天體的質量平衡中心點，或天體旋轉的平衡重心，以下同。
求證3、引力極限推導計算公式
根據牛頓理論，質量為m的物體其重力G=mg，
根據上述的重力加速度公式，就有新的重力公式：
G=m（V0^2－V1^2）/2d=mVt^2/2d(3.1)
若地球上有一處的自轉線速度是V1=0.465km/s，此處與地球質心的距離是d1=R=6400km，而當V0=V1=11.2km/s時,物體則處於失重狀態。
根據自轉線速度和質心距離的關係公式：
V1/ V2 = d1/ d2（3.2）
可以算出失重的質心距離d2為:
d2≈154150km(3.3)，
d2就是地球的引力極限值，此距離表示地球的引力極限邊界，即物體完全失重狀態時與質心的距離。
求證4、逃逸動能與引力勢能的平衡方程
自轉天體的任意地點的逃逸速度Vt的動能Ed,與該地點的引力勢能Ey是一對平衡方程，引力勢能等於物體的質量m、該處的重力加速度g和該地點到天體質心的距離d的乘積。
於是有：Ed=Ey，即：
1/2mVt^2 =1/2m（V0^2－V1^2）＝mgd (4.1)
化簡可得：
Vt^2 =V0^2－V1^2＝2gd （4.2）
g ==Vt^2/2d =（V0^2－V1^2）/2d （4.3）
這就是逃逸速度公式（1.1）和重力加速度公式（2.1）的推導和證明。
求證5：共核公轉的數學原理
在不受其它外體系干擾的前提下，繞同一核心公轉的多個天體，其軌道半徑R（兩天體的質心距離）與速度V的平方的乘積總等於共核公轉常數q。即：
R1v1^2=R2v2^2=R3v3^2=…q（5.2）
例如：太陽系的所有行星就是一個共核公轉系，每個行星的公轉半徑與速度平方的乘積都等於同一個常數。
驗證6：人工重力太空艙的設計與數學原理：
根據以上天體的數學原理，可以製造不失重的太空艙或宇宙飛船。（詳見第二部分）
驗證7、天體自轉和公轉的引力常數公式
卡文迪許測定的引力常數事實上是不適用於天體運動規律的，正確的天體引力常數公式有兩個：
1、自轉引力常數公式：等於兩極逃逸速度V0的平方和質心距離d的積，再與自轉天體質量m的比值。即：
G=dV0^2/m（7.2）
這是指天體自轉的引力常數，在天體引力極限內非公轉體系中適用。
2、公轉引力常數公式：等於天體公轉速度V的平方和兩天體質心距離R的積，再與兩個天球質量之和M+m的比值.即：
G=RV^2/M+m（7.3）
這是共核公轉引力常數，只適用於共核公轉天體。
這是對牛頓萬有引力定律的修改，表明牛頓的萬有引力公式不是通用的天體運動公式，引力的本質將有新的詮釋。
驗證8、天體公轉橢圓軌道的焦點原理猜想
天體公轉的橢圓軌道的兩個焦點分別是：公轉天體的質心點和共核公轉系的天球質心點。
這是一個關於天體運動規律的天體幾何問題的猜想，請求全球學者觀察和驗證。
驗證9、自轉軸與公轉軌道面的幾何原理猜想
1、自轉天體的自轉虛軸，必定落在自轉天體質心點和以自轉軸延伸的天球的質心點的連線上。
2、天體的公轉軌道面，必定落在公轉天體的質心點和共核系的天球質心點的連線上。
3、天體的自轉軸和公轉軌道面的交點就是該天體的質心點。
4、天體和天球的質心點改變，都將引起自轉軸和公轉軌道面的變化，這是歲差和進動、章動現象的本質。
這是4個猜想，懇求全球學者觀察和驗證。
驗證10、潮汐漲落的本質與地球旋轉的速度差
潮汐現象的本質是：由於天體旋轉速度存在加速度或減速度變化，星體自轉速度或公轉速度在潮汐前後存在速度差，從而引起海水（內部構成體）前傾後仰的慣性現象。
請求學者實驗驗證：地球海洋潮汐前後所處的地點，總是存在地球的自轉速度差或公轉速度差。
第二部分：新發現的天體運動10個數學原理的推演與證明
前言：以下是新發現的宇宙天體的10個數學原理或猜想的詳述，求助全世界學者驗證，每一個數學原理若得到應證，都將是重大的天體物理規律與天體自然法則，是物理學的新的重大發現，將揭開引力的本質和宇宙起源的問題。
因為本理論涉及到牛頓意義的萬有引力理論的修正和部分否定，對於這類動搖權威的理論，中國學術期刊明確表示為不審即退的稿件，即不給予刊發，故在此發表，誠懇地向全球學者懸賞求助、合作驗證與發表、同時接受批評和挑戰。
1、求證1：逃逸速度公式
所有自轉天體，任意處的順自轉逃逸速度Vt和該點的自轉線速度V1的平方和，總等於兩極逃逸速度V0的平方。
即：Vt^2+V1^2=V0^2 (1.1)（後第四點有推演證明）
註：順自轉逃逸速度是指逃逸方向與自轉方向一致，後面所述的逃逸速度均指順自轉逃逸速度
變形（1.1）為：
Vt^2= V0^2 - V1^2 (1.2)
這表示，天體任意處的逃逸速度的平方總是等於兩極逃逸速度與該處自轉線速度的平方差。
兩極自轉線速度為零，所以逃逸速度達到最大值。事實上，兩極逃逸速度是一個不變常量，稱為逃逸速度常量。
例如：地球的逃逸速度常量可以計算得到：V0≈11.2km/s。（後述推導）
在公式（1.2）中，由於V0是常量，所以：天體上任意處的逃逸速度的大小決定該處線速度的大小。這就有：
緯度越高，自轉線速度越小，則逃逸速度就越大；海拔越高，自轉線速度就越大，逃逸速度就越小；越接近質心，自轉線速度就越小，逃逸速度就越大。
2、求證2：重力加速度公式
所有自轉天體內外任一地點的重力加速度g，等於該點逃逸速度Vt的平方與其2倍質心距離d的比值。即：
g ==Vt^2/2d （2.1）（後面第四點有推導）
註：質心是指天體質量平衡對稱的中心點，或者說是天體旋轉的平衡重心點，而不是天體的球心。
將（1.2）代入（2.1）可得到：
g =（V0^2－V1^2）/2d=Vt^2/2d （2.2）（V0為常量）
（2.2）就是重力加速度的計算公式，是一個與逃逸速度、自轉線速度和質心距離相關的變數公式。
此公式表明：
重力加速度是由自轉線速度和質心距離決定的，並隨緯度減小而變小，隨海拔增加而變小，距離天體質心越近，重力加速度越大，反之也成立。
重力加速度在地表時兩極值最大，是因為兩極的自轉速度為零。
如果天體無限增大，當赤道邊緣的自轉線速度達到與天體逃逸速度常量相等時，重力加速度為零；當天體無限縮小，質心距離就無限接近質心，則重力加速度接近無窮大。
3、求證3、引力極限值的計算推導
根據牛頓理論，質量為m的物體其重力公式是：G=mg，
因為這裡：
g =（V0^2－V1^2）/2d=Vt^2/2d（2.2），
於是：
G=m（V0^2－V1^2）/2d=mVt^2/2d(3.1)
這表明，物體的重力大小是與質量、逃逸速度、自轉線速度和質心距離有關的變數。
當V0=V1時，g值為零，物體的重力為零，即表示為失重狀態。
以地球為例，當V1=V0≈11.2km/s，可以計算出地球的失重處與地球質心的距離d：
設地球任意兩點的自轉線速度是V1和V2，質心距離是d1和d2，因為任意點的自轉周期T是相等的，所以有：
2πd1/V1=2πd2/V2， 即有：
V1/ V2 = d1/ d2（3.2）
這是天體自轉線速度與質心距離的關係式。
若地球上有一處的自轉線速度是V1=0.465km/s，此處與地球質心的距離是d1=R=6400km，而當V2=V0=11.2km/s時，代入（3.2）得:
d2≈154150km(3.3)，
這就是地球的引力極限值，表示此距離圈外就是地球引力的極限邊界，是地球引力失效的地方，即失重狀態。
這就是說：
在自轉天體的引力極限邊界內，蘋果會落地，水往低處流，靜止在空中的飛機也會隨天體自轉而慣性自轉。
但是，一個往上拋出的蘋果，如果被拋出引力極限邊界外，就不會再落下來，此處的水也不會流動而可以處於任何位置，靜止在引力極限邊界外的太空艙，也不再會隨天體自轉而慣性自轉，而是看起來天體在繞著靜止的太空艙轉動。
顯然，月球處於地球引力極限邊界外，表明月球不受地球引力影響。
請讀者千萬別急於反駁，後面還有很多分析月球與地球之間的束縛關係，請君慢讀。
4、求證4、逃逸動能與引力勢能的平衡方程
自轉天體的任意地點的逃逸速度Vt的動能Ed，與該地點的引力勢能Ey是一對平衡方程，引力勢能等於物體的質量m、該處的重力加速度g和該地點到天體質心距離d的乘積。即：
Ed=Ey，則有：
1/2mVt^2=1/2m（V0^2－V1^2）＝mgd(4.1)
這裡的引力勢能與重力勢能是有區別的，引力勢能強調的是質心距離d，而重力勢能強調的是地面高度h。
這一結論表明：逃逸速度的本質就是克服引力勢能，擺脫引力束縛，實現逃逸動能與引力勢能的平衡。
也就是說，因為天體自轉，存在自轉動能，引力勢能的本質是自轉動能的轉化，引力勢能表現為引力效應，這是引力的起源和本質。
將（4.1）簡化就有：
Vt^2=（V0^2－V1^2）＝2gd （4.2）
這就是開篇的逃逸速度公式的推導、證明和補充，表明了逃逸速度公式不是猜想，揭示逃逸速度與其物理量的數學關係，也詮釋了逃逸速度的本質和起源，
把（4.2）變形又可以得到：
g =（V0^2－V1^2）/2d=Vt^2/2d （4.3），
這就是前述重力加速度公式的推導和證明，同樣表明重力加速度公式不是瞎猜來的。
以地球為例來說明：取地球上一處的自轉線速度是V1=465m/s，該點的重力加速度是g=9.8m/s^2，距離地心的距離d=640 0000m，代入（4.2）中，則可以得到：
V0=√(2gd +V1^2)≈11.2km/s (4.4)
這是地球兩極逃逸速度的計算推導式，即地球自轉動速常量推導的由來。
讀者請注意，此處逃逸速度公式和計算方法與牛頓理論推導的公式的區別。
總結結論；
天體引力極限內的引力產生是因為天體的自轉作用，引力的本質是引力能量效應，是天體自轉動能轉化為引力勢能的結果。
天體自轉是一種慣性，引力與天體自轉同生共滅，因此，引力傳播具有同時性，即傳播不需要時間。
5、求證5：共核公轉的數學原理
1、具有公轉屬性的天體，公轉軌道上任意處的公轉速度V的平方與公轉半徑R（兩天體質心距離）的乘積等於同一個常數k。即有：
RaVa^2= RbVb^2= RcVc^2=…k (5.1)
這裡k叫做天體公轉軌道常數。
例如地球公轉到任何位置，其公轉速度的平方與到太陽系的質心距離之積是一個不變的常數。
注意：後述的軌道半徑均指天體與天體的質心距離，如地球的軌道半徑指地球質心到太陽系質心的距離，而不是地球球心到太陽球心的距離，但有時候不是精準求值，可以近似看待。。
2、在不受其它外體系干擾的前提下，繞同一核心公轉的多個天體，其軌道半徑R與速度V的平方的乘積等於共核公轉常數q。即
R1v1^2=R2v2^2=R3v3^2=…q（5.2）
這裡q就叫共核公轉軌道常數。
共核公轉是指多個天體共同繞一個質心點公轉，那麼，這裡所有的天體就構成共核公轉系。
例如：地球、月亮、人造地球衛星就是一個共核公轉的地月系；太陽和所有太陽系的行星、衛星構成另一個共核公轉的太陽系等；土衛系中的土星和其衛星又是另一個共核系。
不同的共核系，都有不同的共核公轉常數。
例如，在地月系中，月球公轉速度V=1.02km/s，月球與地球的質心距離R=384000+6400+3400=393800km,（看成是近似球心距離）則：
RV^2≈409709km/s^2，（5.3）
把這一常數稱為地月系公轉引力常數，這是地球和月球的之間的束縛關係和天體法則，是月球繞地球公轉的原因，而不是牛頓意義的萬有引力作用。
由地月系共核公轉常數，可以計算出任一衛星的自由軌道時的速度和質心距離。
例如：近地衛星質心距離R=6400km，代入（5.3）的到：
V≈8.0km/s，這就是第一宇宙速度。
同樣，同步衛星的質心距離R= 36000+6400=42400km，代入（5.3）得到：
V≈3.1km/s，這就是同步衛星的公轉速度。
在太陽系中，只要知道任意行星的軌道公轉常數，根據共核原理，就可得到任意行星的公轉軌道半徑和速度平方的乘積關係。
這就是說：
任意地球衛星的自由軌道（不需要任何助推力時），其軌道半徑與公轉速度的平方之積總是等於地月系共核公轉常數。
在太陽系中，所有行星軌道半徑與公轉速度的平方之積總是等於太陽系的共核公轉常數。
在其它共核公轉系中這一原理同樣成立，這就是共核公轉原理。
（其推導證明見後）
6、驗證6：人工重力艙設計及數學原理：
人工重力太空艙設計方法如下：
宇宙飛船或空間站要實現不失重，可以製造人工重力艙，其原理如下：
宇宙飛船為完美對稱的球形或橢圓形球體，要求整個太空艙以球心為中心對稱和質量對稱，即球心和重心合一。
實現太空艙整體自轉，相當於一個具有自轉虛軸能在太空中自轉的天體，那麼這一太空艙就是人工重力太空艙。
如果太空艙要實現與地球重力一致的環境而不失重，可以根據重力加速度公式計算出來：
設太空艙與地球的重力加速度一致，約為g=10m/s^2，假設宇航員的活動空間距離太空艙質心距離d=5米，太空艙的赤道自轉速度V1=100米/s，則太空艙兩極的逃逸速度（兩極自轉速度常量）v0，可由：
V0=√（2dg+v1） （4.4），求得：
V0=√2*5m*10m/s^2+10000m^2/s^2=100.5m/s
也就是說，太空飛船隻要保持兩極逃逸速度V0=100.5m/s，外邊緣自轉線速度為V1=100米/s時，就能保證宇航員在距離太空艙質心5米處，可以實現與地球一樣的重力環境而避免失重。
7、驗證7、新的引力常數與牛頓的萬有引力常數關係
卡文迪許根據牛頓的萬有引力定律測算出的引力常數為：
G=6.672*10^11N.m^2/kg^2（7.1）
在這裡將很遺憾的告訴大家，這個常數是物體之間的分子引力常數，僅僅表示物體內部量子旋轉運動所產生的引力關係。
因此可以驗證：
第一：在卡文迪許實驗中，改變兩球的種類、質量、距離、密度、包括時間和地點，就會得到不同的實驗數值，卡文迪許實驗永遠得不到引力常數完全相同的確定值，即這個引力常數是非「常」數。
這不是因為測量誤差，確切點說，這個分子引力常數，不是牛頓的萬有引力公式所描述的那樣，只與質量和距離有關的物理量。
物體與物體之間的引力表現為物體內部的量子旋轉引力，不同元素的原子旋轉的引力係數是不相同的，其引力極限邊界值也是不等的，同時還受到地球旋轉的引力干擾，這是卡文迪許的引力常數「不常」的原因。
第二：卡文迪許實驗測量出的引力常數，在天體計算和運用中沒有適用價值，運用這一常量計算，只會得出不相符的近似天體數據，而不是精確結果。
第三：正確的天體引力常數有兩個：
1、自轉引力常數：等於兩極逃逸速度V0的平方和質心距離d的積，再與自轉天體質量m的比值。即：
G=dV0^2/m（7.2）
這是天體自轉的引力常數，在天體引力邊界內的非公轉體系中適用。
例如：地球和地球上的一切物體、以及地球引力極限邊界內不繞地球公轉的物體，均適用地球自轉引力常數。
顯然，每個自轉天體的引力常數都是不同的。
2、公轉引力常數：等於天體公轉速度V的平方和兩天體質心距離R的積，再與公轉天體質量m與核心天體質量M之和的比值.即：
G=RV^2/（M+m）（7.3）
這是天體公轉引力常數，是天體公轉的引力關係和天體法則，且不同的共核系有不同的公轉引力常數，牛頓理論中放之四海而皆準的引力常數是不存在的。
以月球為例，月球處於地球自轉引力極限的邊界外，即月球不受地球自轉引力束縛，但月球要受到地月系公轉引力束縛。也就是說，月球繞地球公轉和蘋果落地是兩種不同的引力作用，而不是牛頓理論中通用的萬有引力定律。
要明確說明的是：
自轉天體上的物體所受到的引力，其本質是自轉作用的結果，是自轉動能轉化為引力勢能的能量效應。
而天體公轉所受到的引力，其本質是天體公轉動能作用的結果，是公轉動能的能量效應。
這是兩種完全不同的引力作用，而不是牛頓意義上的萬有引力作用，牛頓理論中超距的萬有引力作用是不存在的。
8、驗證8、自轉軸與公轉軌道面的幾何原理猜想
1、一個自轉天體的自轉虛軸，是自轉天體質心點和以自轉軸為天極的天球質心點的連線。
以天體自轉軸為天極的天球，表明該自轉天體屬於這個天球，並參與這個天球的整體旋轉，它可以是銀河系，也可以是整個宇宙。
例如地球的自轉軸就是：地球的質心點和以地球自轉軸為天極所確定的天球的質心點的連線，而地球除了自身自轉外，同時參與了整個太陽系自轉，且必定參與了這個天球自轉，顯然，天體自轉具有多重性和複雜性。
因此，以自轉天體的自轉軸所確定的天球質心，決定於最大的整體自轉系的質心，這樣，天球內所有天體的自轉軸一端延長線都會交於這一天球的質心點。
例如，太陽系的所有行星的自轉軸的一端延長線都將交於同一個天球的質心點。
2、一個天體的公轉軌道面，必定落在公轉天體的質心點和共核系的天球的質心點的連線上。
例如：地球的公轉軌道面始終落在地球的質心點和太陽系天球的質心點上，同時，太陽系內的所有行星的公轉軌道面都交於太陽系的質心點。
一般來說，公轉天體的質心與共核公轉的質心連線就是天體公轉軌道面的對稱軸。
3、旋轉天體的自轉軸和公轉軌道面的交點就是該天體的質心點。
例如：地球的自轉軸與黃道面的交點就是地球的質心點；月球的自轉軸與其繞地軌道面的交點就是月球的質心點。
4、公轉天體和天球的質心點改變，都將引起自轉軸和公轉軌道面的變化，這是進動、章動和歲差現象的本質。
綜上所述，表明了：
天體的自轉軸和其公轉軌道面會構成一個傾角，這一傾角的頂點是天體的質心點，角的兩邊分別由天體自轉軸延長線為天極的天球質心點、以及天體共核公轉系的天球質心點所確定。
以地球為例說明：
地球的自轉軸與黃道面會構成一個傾角，稱為黃赤交角，這一交角的頂點是地球的質心點，角的兩邊分別由以地球自轉軸為天極的天球質心點和太陽系的質心點所確定。
在這三個質心點不變的情況下，這一傾角將是固定不變的。
但是，天球不是靜止不變的，其內部的所有天體時刻在自轉和公轉，並隨天球整體旋轉，尤其是天體公轉呈現橢圓軌道特徵和不對稱性的分布，隨著天體運動而不斷改變天球的質心，使得天球的質心會發生周期性的變化。
如果這一天球的核心部分集聚了大部分質量，那麼質心變化就是小幅的。
在太陽系，把太陽系作為一個整體看待，其內部的行星和衛星時刻在做橢圓公轉，這樣，在一個周期內的不同時刻，行星所處位置是不同的，這必然改變太陽系的內部質量分布，也就是改變了太陽系的質心，當然，因為太陽的質量佔據太陽系質量的大部分，所以這個質心改變是小幅的，同時也具有周期性。
就算是地球，其本身的質心也因為地震、潮汐、火山活動和人類的改造活動也會不斷改變。
綜上分析，地球的三個質心點都會小幅的變化。
因此，當天球的質心周期性小幅改變，地球的自轉軸就會跟隨變化，表現為自轉軸的小幅擺動，這就是地球的進動現象。
而當太陽系的質心周期性的小幅變化，黃道面就會跟隨變動，表現為黃道面的震動，這就是地球的章動現象。
進動和章動的共同作用下，就會產生歲差，例如，地球的歲差周期約是2600年，並稱為地球大年，這就表明，地球所在的天球的自轉周期約是2600年，或者說，這一天球的質心變化周期約是2600年。
而地球自身的質心變化，是地震、潮汐和生物效應作用也會改變地球的質心，但具有不確定性，沒有周期性，但長期微小變化的積聚，也會發生大的改變，如自轉軸的變化，黃道面變化。這種結果最終會引發地球滄海桑田的變化，甚至導致地球兩極變換。
總之，在天體旋轉系統中，三個天體的質心的任一變化，都會引起天體的自轉軸和公轉軌道面的變化，
為了更詳細的分析質心變化的原因，以月球為例再說明：
在地月系中，因為是單個月球繞地月系質心點作橢圓軌道公轉，而不是雙月球作對稱公轉，因此月球公轉到不同位置，都將改變地月系的質量分布，改變地月系的質量平衡中心點，導致地月系的質心點將隨月球公轉而作周期性擺動變化。
當然，因為地球佔據地月系的大部分質量，且處於質心附近，所以地月系的質心點變化是小幅度的。
也就是說，隨著月球的公轉，地月系的質心小幅度改變，就有了月球的進動、章動和歲差現象，顯然，這是具有周期性的。
在這裡要解釋的是：對於具有共核公轉的天球系，為什麼大部分質量聚居在天球質心附近？而一般來說，為什麼核心天體的球心和共核系的天球的質心幾乎重合呢？
這種情形在地月系和太陽系中就很明顯，大部分恆星也聚居了恆星系天球的大部分質量，這是因為：只有核心天體聚居了大部分質量，天球質心變化的幅度才會最小，才可以保證公轉天體的自轉軸和公轉軌道面變化幅度較小，從而保證了天球和天體的穩定性。
在天體形成的初期，並不是所有共核系天球，或者說恆星都聚居了大部分質量，但是，當核心天體不能集聚大部分質量時，天體的自轉軸和公轉軌道面就會發生大幅擺動，這就會造成天體和天球系極不穩定而容易崩潰逃散，這種天體就會慢慢分解而消失，因此，保留下來的天體都是一種自然淘汰和進化的結果。
顯然，天體公轉遵守共核公轉原理，受公轉引力常數的束縛。
特別指出的是：運用牛頓理論的萬有引力定律，天體模型總是要構築天體的質量中心，因質量中心而產生引力中心，因引力中心而吸引天體公轉。
事實上，這種超距引力是不存在的，以質量中心和引力中心推導出的奇點論和宇宙爆炸論就是荒誕的。而且在宇宙中，特別是新生的天體中，一定存在非質量引力中心的共核公轉系，這將是對超距的萬有引力和爆炸論的證偽。
最後表示，這還是一個推理猜想，需要全球學者參與觀察和論證。
9、驗證9、天體公轉橢圓軌道的焦點原理猜想
天體的公轉軌道大都是橢圓，橢圓是由兩個焦點確定的。
天體公轉的橢圓軌道的兩個焦點分別是：公轉天體的質心點和共核公轉系的天球質心點。
不論是衛星繞行星公轉，還是行星繞恆星公轉，嚴格的意義都是繞共核系的質心點公轉。
以月球為例：月球不是繞地球公轉，實質是繞地月系的質心點公轉，同樣，行星不是繞太陽公轉，而是繞太陽系的質心點公轉。
那麼，月球繞地軌道是橢圓軌道，其中一個焦點是整體地月系這個天球的質心點，另一焦點是月球的質心點。
月球的自轉軸與繞地軌道面的交點，是月球的質心點，而地月系的質心點不是地球的質心點，而是整體地月系的質心點。這兩個質心點的連線就是月球軌道面的對稱軸。
對於橢圓焦點原理猜想的基本思路是：
宇宙天體無論是自轉，還是公轉，都是多重的複雜體系，是一個整體的旋轉體系。
例如地球，不僅自轉，同時隨地月系的整體繞太陽系質心點公轉，整個太陽系又是整體自轉和公轉，銀河系也在整體自轉和公轉，在宇宙中，幾乎找不到獨立自轉或公轉的天體。
天體旋轉也是一種慣性，假設一個天體不受任何其他天體影響，是一個孤立天體，那麼就有：
慣性圓周運動原理：一個不受任何干擾的孤立天體，將永遠保持勻速自轉和繞一核心周轉的運動狀態不變。
我們把這一結論稱為慣性圓周運動論，表明天體的自轉和公轉都是其屬性，是與生俱來的永恆運動，直到被破壞為止，這不需要上帝推動。
這是因為所有天體都具有旋轉的固有能量，天體貯藏能量的方式就是旋轉運動，天體旋轉的動能是守恆的，只要能量不被轉化或掠奪，其旋轉運動就是持續永恆的。
能量的啟始和歸屬都是表現為物體的旋轉運動的動能或其轉化，天體固有能量的得失是改變天體運動狀態的原因，反過來，任何天體運動的變化都是其固有能量的得失。
但事實上，宇宙中不存在孤立的天體，能量不得失也是不可能的，所以，天體要保持勻速圓周運動只是理想狀態，是無法實現的。
以地球為例：地球既要自身自轉，又要隨太陽系整體自轉和公轉，還要參與地月系的公轉，因此，地球公轉軌道和速度必然受到影響和限制，慣性圓周運動必然被破壞。
總之，變速的橢圓軌道是天體慣性圓周運動被干擾破壞後的平衡結果，是多重複雜的圓周運動的整合。
慣性圓周運動論表明：
天體公轉的原因不是牛頓意義上的萬有引力定律作用，而是一種慣性運動，是天體稟性，並遵守共核公轉原理。
顯然，恆星或銀河系中心並不是引力中心，行星的公轉不是依靠恆星的強大引力構築而繞其公轉，而是天體固有的能量效應。
意思明確一點就是：假定太陽消失或不存在，所有太陽系行星依然會自轉和繞質心點公轉，只是要改變軌跡和速度而已。這是因為：
每一個天體都具有旋轉能量，具有旋轉慣性，旋轉運動是天體稟性，並不需要外來天體提供引力。
這僅是一個推理猜想，懇盼有興趣的讀者去求證。
10、驗證10、潮汐漲落與地球旋轉速差關係
事實上，天體軌道的橢圓性和天體的質心周期變化，以及受自轉引力常數和公轉引力常數的束縛，必然導致天體自轉和公轉是變速橢圓運動，而否勻速圓周運動。
假設星體自轉速度和公轉速度勻速不變，將不會產生潮汐現象。
潮汐現象的本質是星體自轉速度或公轉速度變化，即存在加速度或減速度而引起的慣性現象，在潮汐前後產生的周期速度差，就是潮汐產生的原因。
由於速度周期性的加速或減速變化，海水就會產生如車輛加速或減速時，車內物體或人就會發生前傾或後仰的慣性現象，如同在一輛車上放置一盆水，車輛的加速或減速運動，盆中的水就會前傾或後覆。
而天體自轉和公轉的速度變化是有規律和周期的，所以，潮汐也就是有規律和周期的。
地球自轉速差可以用高精度的傅科擺測量出來，地球公轉速差可以通過共核自轉原理公式計算出來。
另外，速差大小還受到質心變化的影響，實質是天球影響，潮汐大潮往往是多方面的疊加因素的共同作用。
總之，潮汐現象的本質是天體旋轉存在速差的結果，這將否定牛頓意義上的萬有引力對潮汐的詮釋。
驗證：潮汐現象發生前後，地球自轉或公轉速度必然存在前後速差，潮汐現象越明顯，其速差越大。
附：共核公轉原理的推導與證明
在前面論述中，無論是共核公轉原理，還是天體公轉軌道原理，包括自轉和公轉引力常數，都出現了天體公轉軌道半徑與速度平方的乘積是一個常數的論述。即：
V^2R=q
如何從理論上證明這一結論呢？
第一：利用開普勒定律證明。
如下圖就是證明過程：
第二：利用公轉動能守恆原理推導證明。
在經典物理學中，我們把物體作直線運動時的動能，規定為物體運動速率的平方與質量乘積的二分之一。即天體公轉動能E有：
E=1/2mV^2(f.1)
那麼，同時也確定：
天體公轉動能E與公轉半徑R的乘積，叫做天體的公轉半徑動能P。
若公轉天體的質量為M、公轉半徑為R、公轉速率為V，則天體的公轉半徑動能P就是：
P=ER=1/2MV^2 R (f.2)
之所以這樣確定，源於天體的公轉運動是封閉的圓周運動，我們假定天體運動不受干擾，能量不得失時，根據能量守恆定律，天體將繞核心公轉就是永恆的勻速圓周運動，即上述的慣性圓周運動原理。
天體作圓周運動公轉時，總是有確定的周期，一個周期就是一個封閉的圓，圓的周長就是天體公轉一個周期的運動距離。
因此，天體在每個封閉的周期運動中，如果能量不得失，就必定完成周期運動，無論天體在一個周期公轉運動中，速率和軌道半徑如何變化，天體的動能E與軌道周長L的乘積一定不變，這叫作天體運動的周長動能守恆原理。即：
1/2MV2^2 L1=1/2MV2^2 L2 =1/2MV3^2 L3 =…(f.3)
因為周長L=2πR,代入（f.3）就可以得到：
R1V2^2=R2V2^2 =R3V3^2 =…（f.4）
這樣，共核公轉原理就得到了推導和證明。
也就是說，共核公轉原理的本質是天體能量守恆的一種表現形式。
而在天體公轉運動中，天體公轉軌道的周長是由半徑唯一確定的，為此，我們把天體公轉的周長動能守恆簡化為天體公轉半徑動能守恆，表述為：
天體公轉半徑動能守恆原理：天體公轉運動中，天體動能E與公轉半徑的乘積始終守恆。
即有：
1/2MV2^2 R1=1/2MV2^2 R2 =1/2MV3^2 R3 =…(f.5)
這個原理將表明，一個天體如果能量不損失，在一個周期內，天體做圓周運動公轉時，無論公轉軌道半徑如何變化，或者速率如何變化，但天體的公轉半徑動能始終守恆。
因此，天體在作橢圓軌道公轉時，無論是近地點，還是遠地點，包括橢圓軌道上的任一點，其速度和質心距離都是變化的，但是公轉半徑動能卻是守恆的，簡化就是：
天體在公轉軌道上的任意點的公轉半徑動能守恆，半徑與速率的平方的乘積是一個常數，這就是天體公轉軌道原理。
即：RaVa^2= RbVb^2= RcVc^2=…k (5.1)
假設作橢圓軌道公轉的天體轉變為勻速圓周運動，那麼，這個圓周軌道的的半徑就是該橢圓上的任一點到兩焦點的距離之和（常數），根據公轉半徑動能守恆就可算出圓周軌道上的速度。
同樣，對於任意一個公轉天體，因為公轉半徑動能守恆，那麼改變其軌道半徑，就必然會改變其公轉速度。
例如，月球所處軌道的公轉速度是1.02km/s，如果讓月球在近地軌道上的公轉，根據公轉半徑動能守恆原理，月球的公轉速度就是第一宇宙速度，即7.9km/s；若處於同步衛星軌道上公轉，其速度應為3.1km/s。
所以，人造地球衛星的軌道確定和變更，根據半徑動能守恆原理，就可以非常方便的確定和變更人造衛星的自由軌道（不需要能量維持的公轉軌道）。
第三：在太陽系中，各個行星的軌道半徑和速度平方的積近似的等於同一個常數。
如下圖表數據，這是在太陽系中，各個行星的軌道半徑和速度的平方乘積的數值關係，證明了共核公轉原理在太陽系得到了驗證，具有適用性。
註：因為取值誤差，其結果存在一定的出入。
我的答案：引力只是時空被質量物體彎曲後的產物。
年輕人開車的時候，追求推背感，一腳地板油下去，像是被人拽了出去。爬山的時候你雖然有登山杖，但走久了腳會變得沉重，像是被磁鐵吸住了一樣。開車和爬山，遇到了兩種力，一種是加速度產生的力，一種是地球的引力。
其實這是個錯覺。
地球的引力不是一種力。物質會告訴時空如何彎曲，時空會告訴物質如何運動。這根本就沒有引力的事。想像一張平直的蹦床，上面是平行和垂直的」測地線「，這時中間放一個大鐵球，蹦床的平面陷了下去，測地線也變得彎曲了。如果再放上來靜止的乒乓球，就會發現它是沿著測地線滾動的。如果往這個蹦床彈進鋼珠，鋼珠會繞著大鐵球轉圈。這就是地球繞太陽轉的原理。
一切沿著測地線的運動，都是自然運動。我們爬山的時候，測地線是向下的，我們的自然運動本來應該是要掉下去，但這時候山坡托住了我們，我們感受到了山坡台階的擠壓。我們開車的時候，加速會產生局部的引力場，測地線是往後的。只是座椅靠背托住了我們，我們才感受到了推背感。引力和加速度本質上是同一種東西。
你可能會問，為什麼就那麼肯定是時空彎曲測地線造成的，而不是力呢？因為引力跟其它力，在微觀上是有不一樣的。現在有個大一統理論，已經把電磁力、強相互作用、弱相互作用統一起來了。他們之間力的作用，都是通過交換某種粒子來實現的。電磁力是交換光子，強相互作用是膠子，弱相互作用是玻色子。而引力是真的不一樣，我們到今天仍沒有發現」引力子「。
其它的力，都是真實發生的，而引力就是個錯覺。引力只是時空被質量物體彎曲後的產物。
對相對論更詳細的討論，可以看我的文章:
半個堅果殼：一個故事講清楚相對論
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