关于“暗能量”的一种动力学解释

谢庭涌，何小华

（中国科学院福建物质结构研究所，福建 福州350001）

宇宙在加速膨胀；美国宇航局的先锋号在“异常减速”；电子在原子核内运动并未损失能量。这些实际存在的现象一直让人们不得其解，科学家们也一直致力于这些现象的探索，试图找到一些理论、方法去合理解释这些现象。

1 两点假设

为了更好地说明通过微观粒子的动力学分析提出的这种理论可以解释“暗能量”［1］所表现出来的各种现象，首先给出以下两点假设：

假设一［2］，爱因斯坦认为物体的引力场是向外传播出去的，而不是固定的，且该引力场的传播速度是光速［3］。

我国中科院地质与地球物理所研究院汤克云团队于2012年12月26召开宣布会称，他们的研究成果证实了引力场以光速传播，从而印证爱因斯坦设想［4］。关于这个假设本文不做过多的讨论。

假设二，物体传播出去的引力场的消失是需要时间的。当然这个时间是很短暂的。

关于假设二，本文是这样考虑的。一个运动的物体，在它运动方向的前方，其引力场的大小在逐步增大；而在它运动方向的后方，其引力场的大小在逐步减小。这个减小的过程应该被解释为：早先传播到这里的引力场会消失，而后来传播过来的引力场的大小在逐步减小。假设二就是假设早先传播到这里的引力场的消失不是瞬时完成的，而是需要一点点时间才能全部消失。在物体运动方向的前方，也发生着早先传播来的引力场消失的事情。

2 动力学模型分析

对于运动的物体，当它运动的速度v足够快时，它早先传播到运动方向前方的引力场E还没有完全消失，而它自身已经运动到了这个位置。此时物体就受到了它自身残余的引力场E残的引力作用，作用力的方向与物体的运动方向相反，运动质点动力学模型如图1所示。

图1 运动质点

自身残余引力场产生的力可以解释先锋号受到的“异常阻力”F异常阻力。下文就用“异常阻力”来称呼物体受到的自身残余引力场导致的引力。物体的形状假如是球体，那么它的半径对异常阻力的影响很大。半径越小的物体，异常阻力越大。而且，物体的运动速度对异常阻力的影响也很大，运动速度越接近光速，则异常阻力越大。

类似的，带电的运动物体也将受到自身残余电场E残的电场力作用，图2即为运动电子动力学模型。所不同的是，该作用力方向与物体运动的方向相同。下文就用“异常动力”F异常动力来称呼物体受到的自身残余电场导致的电场力。同样的，半径越小的带电粒子受到的异常动力越大，运动速度越接近光速的带电粒子受到的异常动力也越大。在恒星里面，物质是以离子形态存在的，而处于宇宙最边缘的恒星由于其运动速度接近光速，因此恒星受到的异常动力就很大。异常动力可以解释宇宙加速膨胀的原因。

图2 运动电子

3 小结

在原子里面绕原子核运动的电子，由于半径小速度快，因此受到的异常动力非常明显。异常动力可以解释为什么电子绕原子核运动不损耗能量并且不会坠落到原子核上去。电子的质量非常小，因此受到的异常动力导致的加速度会非常大。在通常情况下，电子受到的异常动力是大于异常阻力的。然而根据狭义相对论，物体运动的速度接近光速时，其半径会减小，质量会增大［5］。这就导致了在物体运动速度极其接近光速时，异常阻力会大于异常动力。因此，电子的运动速度不能达到或超过光速。微观粒子的波粒二象性也可能是异常动力和异常阻力综合作用的结果。笔者不是物理学专业人士，高等数学的知识也不足以验证该理论。但本文提出的这种理论方法，希望能给看到本文的物理学研究人员一些启发，能够用该理论对三种暗能量事件进行数学计算，验证理论与事实是否相符。

［1］ 张 鑫.暗能量［J］.辽宁师范大学学报（自然科学版），2011，34（04）：436－442.

［2］ 胡 宁.广义相对论和引力场理论［M］.北京：科学出版社，2000.

［3］ Tang KeYun，Hua ChangCai，Wu Wen，et al.Observational evidences for the speed of the gravity based on the Earth tide［J］.Chinese Science Bulletin，2013，58 （04－05）：474－477.

［4］ Albert E.On the electrodynamics of moving bodies［J］.Annalen der Physik，1905，17：891－921.