四個基本作用力統一公式和意義
作者:朱成明
概要:力的本質是能量的傳遞,能量是一份一份的,量子化的,所以力也是量子化的,我們通過物質能量分布即可完成四個基本作用力的統一。本文的意義在於將力統一的同時將力量子化,解釋了電磁力和萬有引力是長程力,核力是短程力,否定了力可以作用無窮小,作用無窮遠,同時也否定了力可以作用無窮大,作用無窮小。
首先我們根據公式E=nhv ①及公式C=Vλ ②及周長公式nλ=2πR ③算出在離原子距離R處的能量E=nhv/2πR ④,再根據公式E=FR ⑤,連立①②③④⑤可以可以得到統一作用力公式F=nhC/( 2πR 2)
1,萬有引力
萬有引力是四個力中最弱的一個力,在單位距離時,只有達到普朗克質量物質才可以產生引力效應,我們可先算出物質含有多少個普朗克質量,每分普朗克質量都可以與另一個物質產生引力效應,由此我們得到萬有引力F=nhc/( 2πR 2) 中n的取值為n=M1M2/m0m0,其中m0為普朗克質量,M1M2為兩物質質量。
2,電磁力
同理,在單位距離時,只有達到普朗克電量,電荷之間才可以產生電磁力,我們先算出物質含有多少個普朗克電量,每分普朗克電量都可以與另一個物質電荷產生電磁力,由此我們得到電磁力f=nhc/( 2πR 2)中的n的取值為n=Q1Q2/e0e0,其中e0為普朗克電量,Q1Q2為兩物質電量。
3,強力
強力是原子核中質子與電子之間的作用力,電子和質子都只含有一個基本單位電量,所以只需要將電磁力公式中的普朗克電量換成基本電荷電量即可,強力f=nhc/( 2πR 2)中的n的取值為n=Q1Q2/e0e0,其中e0為基本電荷電量,Q1Q2為兩物質電量。基本電荷電量平方與普朗克電量平方比剛好是1/137。
4,弱力
弱力是三個力的合力,分別是質子與質之間的電磁力,質子與電子之間的電磁力,質子與質子之間的引力三力之和。
統一公式的意義
1,將力量子化後,n只能取1,2,3……等自然數,當n=1時,力達到最小值,對應著最遠作用距裡,比如兩個質子距離達到10-18米時,質子與質子之間才能產生引力效應,這與實驗測量數據相符。當兩個質量分別為1KG的物質相距108米時兩者引力達到最小值,超過這個距離兩者引力消失,同理,電磁力,核力也一樣,力不再可以無窮小,作用無窮遠。也不可以無窮大,作用無窮近。核力並非天生的短程力,萬有引力和電磁力也並非天生的長程力,都是因為力是量子化的,存在作用範圍,核力的作用距離存在極限值,同時萬有引力和電磁力也存在作用距離,也不可能無窮遠。
2,我們假設兩個1KG的物質引力達到最小值後,他們相距108米,我們假設兩個物質平均分布在這個範圍內,可以算出此時物質的密度10-24kg/米3,與銀河系物質(物質加暗物質)密度相近,如果沒有暗物質,銀河系將分崩離析。
3,將力量子化後,引力即存在最大作用距離,一旦距離越過極限值,物質之間將失去引力。在宇宙中如果兩個星系之間的距離超過極限距離,星系之間將失去引力。現在所測得的宇宙物質分布平均密度已經小於最小引力密度,所以引力已經無法束縛星系,星系快速遠離,宇宙加速膨脹。
電磁力,萬有引力,強力都是單力,從能量角度來解釋,它們都只需要一種傳播粒子,而弱力是兩個電磁力和一個引力的合力,所以需要三種傳播粒子。
2020/7/22