空间体积变化与万有引力常数的关系

空间体积变化与万有引力常数的关系

朱枭胡1胡建明2

1.江苏省通州高级中学南通 226300

2.太仓中集苏州 215434

摘要：目的通过推导和分析，寻求万有引力的成因。方法根据万有引力及牛顿第二定律公式，推导万有引力常数的相关因素。结果通过推导分析，万有引力常数与空间体积变化的加速度成正比关系。结论根据分析和推导，我们可以发现一种万有引力的成因，万有引力是由于空间体积的加速度缩小而产生，也即在空间体积的加速度缩小作用下，空间产生了重力场，物质之间产生了相互吸引的作用；同时物体间并不都是相互吸引，在物体所处空间体积发生加速增大时，物体周围产生时空变化呈凸面形，物体间将产生相互推斥的作用。

关键词：万有引力；万有引力常数；牛顿第二定律；空间体积变化；空间体积变化加速度；万有引力成因。

Relationship between the space change and the Gravitation Constant

Zhu XiaoHu1Hu Jianming2

1.Tongzhou Senior High School of Jiangsu Province，Nantong 226300

2.Taicang CIMC Co.,Ltd, Suzhou 215434

Abstract We analyze the formula of universal gravitation and Newton's second law, and find the Relationship between the space change and the gravitation constant, the gravitation constant is in direct proportion to the average acceleration of the space volume change. Thereof we offered a new theory about the cause of formation of the universal gravitation, and we find the ultimate cause of formation of gravitation is the change of space volume not the space-time bending, the matters are not attracted each other always, they are maybe repulsed each other if they are in the repulsion force zone, and the space-time bending is convex.

Key words universal gravitation, universal gravitation constant, newton's second law, the change of space volume, average acceleration of the space volume change, cause of formation of the universal gravitation.

1 引言

牛顿第二定律阐明了在万有引力的作用下，物体运动的规律。在牛顿第二定律公式基础上，通过进一步推算，尝试推导空间体积变化与万有引力常数之间的关系。

2 计算模型

假设一个匀质球壳状弹性物体A，质量为m,另一质量为M的球状物体B，两物体间的距离为r，在引力作用下，dt时间内物体A发生位移为dr (图1)。

图1物体运动示意图

3 分析空间体积变化与万有引力常数的关系

根据万有引力公式F=GMm/R2计算，物体A运动中所受平均引力近似为F

1=0.5（F

11

+F

12

）

=0.5GMm[1/(r-dr)2+1/r2]。

根据牛顿第二定律公式F=ma计算，物体A运动中所受作用力为F

2

=mdr/(dt)2。

由F

1=F

2

推导计算，(dt)2=mdr/{0.5GMm[1/(r-dr)2+1/r2]}=2dr/ {GM[1/(r-dr)2+1/r2]}。

由于物体A的运动，物体A内部空间体积发生了变化，空间体积变化的加速度为

a V =dv/(dt)2=4π[r 3-(r-dr) 3]/3(dt)2，(dt)2=4π[r 3-(r-dr) 3]/（3*a

V

)。

由从上推导结果得(dt)2=2dr/ {GM[1/(r-dr)2+1/r2]} =4π[r 3-(r-dr) 3]/（3*a

V

)，进一

步推算得以下关系式：

a

V

=2πGM{[1/(r-dr)2+1/r2]* [r 3-(r-dr) 3] }/(3dr)；

G=a

V

*3dr /{2πM [1/(r-dr)2+1/r2]*[ r 3-(r-dr) 3] }。

G= a

V

* Ka

F 、F

1、F

2

：物体A、B间所受引力，单位：牛；

F 11、F

12

：物体A在运动dr前、后分别所受物体B的引力，单位：牛；

G：万有引力常数，值为6.67x10-11,单位：牛.米2/千克2；M、m: 物体的质量，单位：千克；

r：物体间的距离，单位：米；

dr：物体A的运动距离，单位：米；

dt：物体A的运动时间，单位：秒；

dv：物体A运动的体积变化，单位：立方米；

a

V

：空间体积变化的加速度，单位：立方米/秒2；

Ka：空间体积变化加速度常数，与物体间的距离r及中心物体质量M等有关，Ka =3dr /{2πM [1/(r-dr)2+1/r2]*[ r 3-(r-dr) 3] }。

4 万有引力常数的成因的假设

由以上公式推导和计算，空间体积变化与物体间引力常数的关系为A

V

=2πG'M{[1/(r-dr)2+1/r2]* [r 3-(r-dr) 3] }/(3dr)，以上关系是根据万有定律推导而来，即由于物体间相互间的引力作用，推导出空间体积变化加速度与引力常数成正比关系，即半径为r 的体积空间发生dr位移，空间体积变化的加速度与引力常数成正比，引力常数越大，空间体积变化加速度越大，反之亦然。

同时根据作用与反作用的关系，如果空间体积发生一定的加速变化，推导出物体间的引

力常数变化与空间体积加速度的变化关系为G’= A

V

*3dr /2πM/{[1/(r-dr)2+1/r2]*[ r 3-(r-dr) 3] }，即半径为r的体积空间发生dr位移，产生的引力常数与空间体积变化的加速度成正比，空间体积变化的加速度越大，产生的引力常数也越大，反之亦然。

我们假设大宇宙的模型如下图（图2），它由密实部分、空心空间、中心旋转部分组成，

通过中心旋转物质的转动，周边空心空间的体积发生了减小或增加。根据G= a

V

* Ka，在空间体积发生减小的区域，该空间区域内产生引力场，物体间产生相互吸引；在空间体积发生增大的区域，该空间区域内产生斥力场，物体间产生相互排斥。我们宇宙的位置处于空间体积减小区域，也即处于引力场作用区域。

空间体积变化的形状类似两个对称的棱锥体，体积变化值为ΔV=1/3*ΔS*L,ΔS为三角截面, 中心旋转物体以角速度为ω匀速转动，通过三角截面面积的均匀变化产生空间体积的

加速变化，ΔV=1/3* l

1

2 * tgα*L=1/3* tgα* (ω*t*r) 2*(π*r), 空间体积变化加速度为

A V=ΔV/ t2

=

1/3 (πω2r3 tgα), 空间引力常数为G= A

V

* Ka=1/3*Ka(πω2r3)。

我们假设另一种大宇宙的模型如下图（图3），它由内、外多层空间组成，内层宇宙空

间体积膨胀，外层宇宙空间加速缩小。由于内层宇宙处于体积加速缩小的外层空间作用下，在内层宇宙间产生万有引力场，从而内层宇宙空间内产生了万有引力。

ΔV: 空间体积变化值，单位：立方米；