03.02 有没有可能出了太阳系,物理定律就完全不一样了?为什么呢?

科学探秘频道


人类经观测总结出的物理定律,主要对象来源于太阳作用于地球轨道运动的经验,如果离开太阳系,在其它相类似的恒星行星运行,其物理规律大致是相同的,其相同点都是恒星能量使行星产生大致相同受力变型与变轨,但具体位置的数学计算不会相同,物理运动规律是不会改变的。

无型运动态的能量是动态环境压强平衡移动态,其运动过程都是通过有型运动体的型变与位移来实现平衡运动的,这个规律适用于任何大小动态和环境,无论有多宏观的天体或多细微的粒子都是必须遵守的规则,不同点是天体及其环境下的具体位置平衡度规,如不同恒星其光谱都不绝对相同一致,产生不同光谱差的根源是构成恒星组织的电子自旋半径,半径不同其结构力不同,几何造型不同,产生能量波动的波长频率也就有差别。例如不同恒星系的氢氧铁等元素如果异位使用,它们各有特性差别,不能正常使用,必须经过加温加压减温减压处理,近似于退火退磁才能部分运用,这些不同的根源就是不同物质创生时的环境动态耦合时的电子半径和电子自旋线速度。(本文原创,个人研究观点供参考)


宇宙谱


悟空一个斤斗云飞出了太阳系之外,全身疼痛,不停的颤抖,他指着牛顿骂道:“牛、牛、牛,你说万有皆引力,为什么我铜皮铁骨的离子全向外逃逸?为什么全是反引力啊!”牛顿笑道:“这是太冥空间呀,怎能和太阳系内相比呢?蠢才!”悟空哭了。

有一天,伏羲和牛顿、爱因斯坦闲聊,伏羲说:“爱因斯坦你的广义相对论正是我的阴阳学说”,爱因斯坦说:“引力塌缩时空弯曲确实是您的阴阳学说的延伸”,牛顿指着伏羲说:“你是民科!”,伏羲回说:“我也是当代的官科吧?”。





微基因衍光子


首先,我们得确定一下,在太阳系内乃至在整个银河系内,物理定律都是适用的。题主的问题可以换另一种问法,即在宇宙大尺度下,不同区域的物理定律能否是不一样的?




三个世纪前,牛顿独自一人开创了经典物理学,提出了牛顿三大定律,让人类真正认识到了太阳系内的各大行星。而海王星也是根据牛顿的万有引力定律推算出来的,这一点也就证明了在太阳系内,物理定律是适用的。后来,爱因斯坦利用相对论一举解决了水星近日点进动问题,弥补了万有引力定律的不足。这里我们可以说,万有引力定律不具有普适性,但是我们不能说它不管用,至少在目前在许多应用物理上都是用的牛顿定律而不是相对论。当然相对论的适用范围比万有引力定律要广的多,可是我们就能这样轻易肯定相对论,在整个宇宙大尺度下都是适用的吗?它是否具有绝对普适性呢?这个现在恐怕也没人敢说是,也没人敢说否。


虽然我们不能作出肯定或者否定的判断,但是我们或许可以在物理学史上获得一点提示,我们知道,在物理学上,发现过许多守恒定律,比如说能量守恒定律,这是我们最熟悉的,但是后来爱因斯坦提出了质能方程以后,你会发现能量可以是不守恒的,如果一个系统中的某些物质变成了能量,那么这个系统中就凭空多出了额外的能量,这是不符合能守恒定律的。于是人们变放弃了能量守恒具有普适性规律的看法。转而认为质能是守恒的,是具有普适性的。


另外,还有一种动量守恒,即物质的质量乘以物质的运动速度是守恒的,这一点在狭义相对论中可以解释:物质的质量会随着速度的增加而增加(但只有在接近光速时这种效应才明显),这就是质增效应。可是和前面提到的相对论里的质能守恒,哪一个更加具有普适性呢?我们假设一下,假设在一个物质以近光速的速度加速运动的系统中,物质突然由于物理变化或者化学变化导致质量减少,减少的部分变成了能量。然而物质又处在加速体统中,根据质增效应,物质的质量应该是增加的。到这里,一切矛盾就出现了,我们无法再使用动量守恒定律解决一切物理事件了,因为它必须要在某种前提条件下才能成立。所以说,动量守恒也不具有普适性。最后,我们发现直到现在仍然被视为具有普适性的定律只有“质能守恒定律”。


但是“质能守恒定律”到底具不具有绝对普适性,即在宇宙所有尺度上都是适用的呢?或许也不一定。我们来看个例子,世界上最大的两个大洋分别是太平洋和大西洋,但是在两方海水交汇的地方,却很明显的融合不到一起,融不到一起的主要原因就是两方海水的密度不同,我们要知道,地球上四大洋都是互相连通的,而在不同的大洋中,海水的密度却可以是不一样的。同理,地球上尚且如此,那么宇宙大尺度上是不是也存在两个不同区域的“密度”是不一样的呢?这个可能性是有的。如果在超出现今可观测的宇宙范围之外,有这样一个区域,那里的光速是地球上的光速的2倍,而物质属性不变,那么我们上面所说的质能守恒也就不成立了。或者说那里的光速是随着参考系的变化而变化的,光速不变原理并不适合那里。而光也不再是特殊的存在了。


虽然,上面解释了很多,但是笔者还是认为质能守恒是具有普适性的,这个普适性指的是,在我们这个宇宙内所有的尺度下都适用,因为质能方程是一个基本原理方程,能量和质量就像一张扑克牌的两面,中间只用光速进行连接,非常简洁。

笔者觉得,越是简洁的道理越有可能是正确的,同理,越是简洁的方程式越有可能具有绝对普适性。


科学与历史爱好者


不用出太阳系,牛顿和爱因斯坦的引力定律在太阳系内部解释的问题都有一大半是错误的。

譬如应用引力定律对星球质量的计算,最大误差竟然达到十倍之多,原因就在于星球之间的引力并不是万有引力,而是引力与斥力相对平衡的坎离极性作用力和电磁力。其中坎离极性作用力限定星球之间的距离、并提供从体星球公转运行的动力来源;电磁力则规范并推动星球公转运行。

根据极性对应理论推测:星球的质量密度与性值正相关;行星密度与太阳的距离正相关。所以类木行星的质量密度高于地球,而且是距离太阳愈远的行星密度愈高。根据目前理论计算的土星密度只有水的0.7,但她却有强大的力量吸引众多卫星,而且已经有充分证据证实她的卫星是石质卫星,并不是棉花卫星,如果根据万有引力理论去间接推算,只能认为类木行星的石质卫星的石头比棉花还轻。

因此,如果认真追究这些问题,是会暴露引力定律之类的物理定律在太阳系中也是不适用的。


周庆和1178559755


这种说法是错误的。科学包括物理定律从一开始,就不是仅仅为了地球或者太阳系而研究发现的,而是对宇宙规律的认识。

不同时代的科学或者物理定律,会有那个时代的局限性,甚至范围局限性。随着人类发现创造的延伸,可以对科学或者物理学某些理论进行修正甚至否定,但不能说这种科学在当时不是科学,不是宇宙规律的认识。

因为宇宙事物虽然千变万化,但万变不离其宗,比如原子、质子、中子、光速等等,窥一斑见全豹,人们甚至可以在实验室模拟宇宙的变化。

物理学是人们对于生命自然中物质转变的知识做出的规律性总结。人们借助视觉和感官,并通过发明创造得到的科学仪器延伸人们的视觉和感官,通过试验实验得到更精准的结果。

物理学的研究角度包括宏观和微观两个部分。

现代物理学从宏观上已经观察到了100亿光年以上的星体运行变化,宇宙背景辐射和星系红移,宇宙膨胀哈勃常数等等。这些都完全不是地球范围能够包含得了的,也不是以地球视角来研究的,而是从宇宙角度研究其内在运行的规律。

在微观研究方面,已经能够从分子、基因、原子、质子层面解剖地球事物的本质;通过宇宙射线,带电粒子、中微子、光子等研究遥远宇宙的变化发展。

量子力学完全颠覆了人们传统的微观认识思维。

科学家们发现了全宇宙所有事物都在四种力的影响之中变化运行,它们就是强力、弱力、引力、电磁力。

这些研究,如果只是地球视角是完全无法理解和进行下去的,所以这是宇宙规律。不管出不出太阳系,只要在我们这个宇宙时空中,就是适用的,凡是不适用的都需要更新和改进。

这也是我们人类的宇宙飞船今后要飞出太阳系,走向恒星际深空的保障。

如果我们的理论出了太阳系就不适用了,那如何来研制太空飞船呢?按照这种思维推理,人类生活在地球上就只能研究地球适用的理论了,连出了地球也不适用了。

但现在我们的航天器已经飞遍整个太阳系,有四艘正在向太阳系以外飞去。

当然,人类的认识是随着科学技术的不断进步而不断深化的,永无止境。今天的认识有可能会被今后新的发现和研究所超越,甚至推翻。

如果今后人类能够飞出太阳系,可能会有很多新的发现,需要对我们已经形成的理论和观念进行充实修正,这都是很正常的。只有这样,才是真正的科学。

科学就是不断在发现和修正中前行的,生生不息,像宇宙一样深邃。这是与宗教、神鬼玄说最根本的区别。

科学的前行和修正,甚至被后面的研究所超越和推翻,并不能成为否定今天科学理论的借口。

就像人们发现宇宙并不是以太阳为中心,并不能否定哥白尼日心说在当时的进步意义一样。当然如果已经发现了新的更先进的理论,你还顽固的坚持已经被证明错误的旧理论,这就是伪科学。

我们只有尊重和运用现在已经发现的最正确的自然规律,利用科学界已经达成共识的先进理论和科学技术,我们的社会才能前行和进步,才有可能发现更高级的理论和修正发展今天的理论。

如果按照神鬼玄说那种反智反科学的说法去做,社会就永远不会进步,新的科学理论就永远不会出现。因为他们认为神仙永远都正确都没有错误。

这就是时空通讯的观点,欢迎点评和讨论。


时空通讯


看了前面几位老师的作答,都十分精彩!也十分有趣!更十分敬佩!

本文试图从几个常见的物理力学基本定律着手,通过逐步深入的联想试验,看看能否释疑题主关注的问题,以及答案到底因何变化?

首先必须言明:地表上任何一条物理定律,都有其严格的限定条件和适用范围,亦称为定律的边界条件。就是说一旦条件改变,那么原有的定律可能就失灵了,按题主的说法就是不一样了。故此,人们才认识到科学是永无止境的,科学是在不断向前发展的。

下边从几个层面回答题主的问题:

一,假如!假如在今人所认知的宇宙之外,还有个一模一样的(平行、相等、丝毫不差之意)宇宙。那么毫无疑问,现有物理力学定律,在那里的地球上应该完全适用,也就是题主所说的一样。您看啊,出了今人的太阳系了吗?出了!有这样的平行宇宙吗?目前人类还不知道!所以,所谓“一样”的结论是基于一个虚设条件——平行宇宙。

二,遑论太阳系之外,仅就目前人类已践行的宇航尺度的空间范围,对比即可发现问题。具体来讲,假定在靠惯性飞行的宇宙空间站内,这是个失重或微重力环境。如果在此检验阿基米德浮力和伽利略斜面滚球或自由落体,这两个代表现代科学鼻祖的物理力学定律都会失灵。但牛顿三定律(三大运动定律)还基本适用。当然,如果条件允许的话,说不定还能再检验一下牛顿万有引力定律的有效性,甚至还能测定更为精准的万有引力常数。或者借助微重力环境,再做一个地表重力环境下难以完美体现的动量守恒实验?可无论动量守恒与否,其一世间的完全弹性刚体是否存在,其二引用动量守恒定理来解释航天器加速或变轨飞行都是徒劳的。因为他每次加速或变轨,都要随时随地定义一个个独立的封闭系统,而且前后系统绝不能有任何搭接。那必须要求航天器具备人类才独有的“智慧”,再把前面的一系列“系统”丢掉!这个可能吗?请问人们追求科学真理性的“初心”何在?若还假装保有那颗“初心”而把系统定义到飞离地面的起点时刻,则今后的地面台风必将招致正常航行的航天器或空间站变轨乱飞。假如再把时光倒回去看待问题,如果先人自古就生活在类宇宙空间站的环境内,没有重力体现、没有沙漏计时、没有单摆时钟,那么就不会先有阿基米德浮力与伽利略的斜面滚球甚至自由落体的出现,也没有传说中的苹果🍎落地砸中牛顿的故事,也就难有牛顿万有引力与牛顿三大定律(可以有,但不是站在巨人的肩上而得)。所能有的可能只是动量守恒,但那是一个封闭系统。一旦出界可能又不灵了!如此,看出条件的变化对原有定律的产出及适用性的影响了吧!正所谓环境决定一切,人生的成长也是如此。其实以上这些还不然……

三,再把话题引到宇宙空间站以外,看看一滴纯水(指几乎不含任何其它粒子杂质)的存在形态变化,是否能够得到其它答案呢?甚至能够演绎“类似”宇宙的变化规律呢?

一滴水(指常规自然水),在地表和航天器(太空舱、空间站)内的有压环境下,其外观呈近圆球状。在地表的观测经验也同时告诉人们,若对其周边抽去空气则会迅疾汽化为水蒸气。

假如宇航员将这一滴纯水释放到航天器之外的太空环境,按着地表的认知经验推断,他们将即刻四散逃离。注:纯水即使在超低温环境下,若没有其它可依附杂质也难以结为冰晶。进而,在太空环境下即使结为冰晶也还会迅疾汽化。

以下可能是题主更应关注的问题与答案:

①水分子有静质量吧,若各个水分子仅服从万有引力定律,那么首先水滴就不应四散离去,而是像有压环境一样保持为聚拢的近圆球状;

②其次,如果引力万有,水滴至少应该先向具有静质量且质量巨大(相对于水滴质量而言)的航天器(太空舱、空间站)靠近,直至依附于其表面;

③按着地表的认知经验,无论是液态水的蒸发,还是沸腾式汽化,其水分子融入大气后,在没有其它外(如特殊射线)作用条件下,多数依然以水分子形式存在,而且在适宜的气候条件下,还会依托尘埃相互聚拢,继而形成液态的雨滴下落再回归大地。然而,在外太空(真空或近真空)条件下,他们将去向何处?是去地球、去月亮,还是奔向太阳,这些都不得而知;

④再讨论一个幻境(景致),假如把今人比作是附着在上述分散水滴内某个水分子中(氧或氢原子外表)的细微智慧生物,那么他们是否感知并亲历了从宇宙奇点开始演化的“宇宙大爆炸”的真实景像呢?甚至他们也会抱着手机、睁大眼睛、拼命码字来回答“一样、不一样的问题”呢?或许他们还矢志不渝地笃信创造他们那个宇宙的上帝,恰是今人中的某位航天员呢?

遗憾的是,以上问题对于今人而言还多是个未知数!原因就在于人们是否想到要去考察它?是否已经具备条件设身处地去进行过考察?恐怕是当今科技条件和今人苛责的生存条件,限定了人们可考察事物的范围。

四,回归主题。现代科学虽然涉及了三个视界范围,即微观粒子、可观(或称近观)物体和宏观宇宙。但所知所识所想所得仍然属于表观的视界科学范畴。就题主所问的物理定律延续性问题,无疑是指可观视界内物体运动的相关定律。因为另外两个视界中,目前都还存在可探讨的争议性问题。也是因为人们不能无限微缩自己融入微观世界,也不能无限放大自己的脚步而随意涉足太空,之前也多有借助高倍放大镜才能在地表考察,现今也只是投放了为数不多的太空望远镜,包括一只试图飞出太阳系的“天眼”。故此看:人类对宇宙太空的考察只是刚刚迈出了艰难的一小步,离宇宙的空间尺度还相差遥远,所以说科学是无限的永无休止的探索过程。

说了很多,或许本文权且算作是@ 、@ 等为代表的各位老师深邃观点的一点点内容的通俗解读。看到此,题主及各位看客应该明白,更多关注、参考和观摩其他各位答主的答案,无疑是最为明智的选择。

限于本人的知识水平,有某些不实观点也旨在抛砖引玉,不到之处欢迎大家指正、思考和讨论,也欢迎大家拍砖!


刘继123广


答:对于最基本的物理定律来说,这个可能性不大!但是对于某些延伸的物理定律,是肯定有区别的。


在科学家眼中,总是希望同样的实验条件下,能得到同样的结果。也就是物理定律的普适性,比如在爱因斯坦的相对论中,就以“相对性原理”为前提假设。



狭义相对性原理:物理规律在所有惯性系中都具有相同的数学形式;

广义相对性原理:物理定律在一切参考系中都具有相同的数学形式;

其中前者是后者的特殊情况,本质上这两条原理应该称之为“假设”,之所以能称之为原理,是因为截至目前为止,科学界从未发现与之相悖的物理现象。


但需要注意的是,物理定律的普适性是针对那些最基本的定律而言的,何为基本定律?我举一个例子:

(1)在地球上,一个物体做自由落体运动时,最初的一秒内,可以下落4.9米;

(2)在月球上,同样的物体做自由落体运动,最初的一秒内,只能下落0.82米;

其中的原因,就是地球和月球的重力加速度不一样,如果我们只看表象不看本质,就会认为地球和月球两地的物理定律不一样。


但是我们究其根源后,会发现地球和月球都满足万有引力定律,然后我们把万有引力定律看成普适定律。




可问题还在于,在弱引力场中,万有引力定律的确能描述引力效果;可一旦到了强引力场的地方,万有引力将不再适用,这时候需要的是广义相对论。


目前的科学就止于这了,没人知道相对论之上,是否还存在更根本的定律!



所以对于题主的提问,艾伯菌只能说:对于那些不是最根本的定律,有可能在不同的星系中存在区别,也许是常量的区别;但对于物理学中最根本的定律,我们有理由相信在宇宙中具有普适性;可问题是,对于一个定律是否是最根本的定律,就没人说得准了!


好啦!我的答案就到这里,喜欢我们答案的读者朋友,记得点击关注我们——艾伯史密斯!


艾伯史密斯


现代物理学规律不是一蹴而就的,而是从古至今人类物理学家经过不断地实验、验证、总结出来的。而人类至今只在月球上留下过痕迹,可以说我们现在的物理学定律都是在地球上总结出来的。但是即使是这样,并不能说明我们的物理定律出了太阳系就不再适用。

现在普遍观点认为,宇宙起源于大爆炸,万事万物起源与一个奇点。按照自然的发展规律,没有理由各个星系拥有不同的物理规律。如果真的是每个星系都拥有不同的物理规律,那一定是“上帝”的手笔。宇宙是各向同性的,所有的星系、天体演化是相同的过程,并不会出现不同的物理规律。现在的科学算的上发达,从空间上来说把太阳洗的天体运动规律,推及到宇宙其他恒星年,在天文观测上可以证明其正确性;在时间上用计算机模拟,输入现在的物理规律,模拟出的宇宙模型跟现在是相差无几的。可以说物理规律无论是在时间上还是空间上都是普适的。以下举几个例子:

相对论中的各种预言已经都被证实,最近的就是引力波的发现,这就可以说明广义相对论的作用范围超出了太阳系;而现在科学也证明太阳系是在绕银心转动,公转周期2.5亿年,也就说是超出太阳系外同样遵循着天体运转模式;当然在这个过程中要遵循物理规律的普遍性,提出了暗能量和暗物质的概念。

物理学规律在宇宙中是普适的,难以想象拥有不同物理规律的星系。只是我们的物理规律面对现在的宇宙是不健全的,因为有些宇宙现象现在已知的科学并不能完美的诠释。


图片皆来自网络侵删。


科学黑洞


就教条性而言,没有实地考证,就不能绝对确定物理规律适合非太阳系范围。

目前为止,人类还不可能哪怕是派太空机器人走出太阳系,在某一实地去做相关的物理实验。

因为,太阳系半径至少有1光年=9.5e13km,以第二宇宙速度11.2km/s飞行,也得走8.48e12秒=2.7e6年,即270万年,这将意味着什么呢?

因为,没有科学测量与实验数据,我们就无法建立物理函数关系式,就无法与基于地球参照系的物理规律进行比较。

就权宜性而言,物理规律的适用度,主要取决于以什么参照系作为测量基准。

物理权宜,即物理规律的适用度,归根结底,取决于选择什么参照系。选择是一种策略、机会、代价或权宜。

经典论的物理规律,选择绝对参照系,即以绝对静态空间为坐标系的原点,即:S(x, y, z, t) =S(0,0,0,0),饱经风霜,千锤百炼,依然是大量科学实验、科学探索与生产实践的基本准则。

经典规律,诸如牛顿三大定律(核心规律)、万有引力定律、热力学定律、麦克斯韦方程,都是基于科学测量与实验的基本原理与法则,虽然可能有必要进一步发掘拓展、增补更加合乎逻辑的解释。

相对论的物理规律,选择相对参照系,即以相对的运动时空作为坐标系的原点,即:S(x, y, z, t) ≠S(0,0,0,0),只适合作为参照系的测量仪跟随高速运动的载体。

由于相对论下的物理参数,诸如电子的速度、质子的质量、宇宙线的能量,取决于洛伦兹变换因子γ=1/√(1-v²/c²)中的参照系速度v。

例如,作为宇宙射线的质子线,若速度达0.9c,质子质量为2.7倍的绝对质子质量。这带来烦琐的不确定性。

就技术性而言,如果允许绝对参照系,经典物理规律适用范围,就可以足够扩大化。

这里涉及正确的时空观,涉及理论物理的战略思维境界。必须明确:数学空间是纯几何空间,没有任何物质性可言。物理空间是充满真空场物质的真实空间。

宇宙真空场,不是物质虚无的但有弯曲张量的黎曼几何空间。卡西米尔效应与现代量子场论已经证明:真空场有零点能或虚粒子。

我相信,真空场介质可以有量子化为有质量有体积的漩涡体量子,简称“真空场漩涡子”。

真空场漩涡子,是以光速自旋的无序震荡的空间物质的最小单元。就宇宙空间某区域的全局而言,可以近似处理为绝对空间。

例如,测量氢原子核外电子绕核运动的速度,可用原子内空间任意一点,作为绝对参照系。

又如,测量地球辐射带一个质子的震荡速度,可用质子边界的外空间任意一点作为绝对参照系。

综上所述,如果承认绝对参照系,经典论的物理规律,其适用范围可以扩大到太阳系之外,乃至我们的银河系与总星系。


物理新视野



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