马赫原理

Posted on September 26, 2023

离心力是怎么来的?

牛顿说,没有离心力。是因为旋转的时候,物体要维持直线运动。离心力是向心力的反作用力。 马赫说,离心力是星辰对旋转物质的引力。

牛顿有着绝对时空观。运动是绝对的。宇宙有一个绝对静止的参考系。 马赫说认为一切都是相对的。旋转也是相对的。

在牛顿水桶思想实验里,牛顿认为旋转的水桶最终会让水面凹陷。 马赫则认为没有参考系无法确定水桶是旋转的。没有星辰,就没有引力带来的离心力。也就不会引起水面凹陷。

同时马赫认为,如果星辰少一半,离心力也会小一半。

爱因斯坦同意马赫的相对性原则,但是并没有同意马赫说的星辰少一半离心力也少一半的说法。

宇宙在增重

根据大爆炸模型,宇宙是从无到有从虚空中诞生的。而宇宙诞生的时候,物质并不如如今那么丰富。 宇宙间的物质,是随着宇宙膨胀的过程增生出来的。

因为重力势能也是能量的一种。宇宙膨胀,那么星系之间相互远离,结果就是星系之间的重力势能增加了。 于是宇宙膨胀本身就为宇宙凭空创造了大量的能源。 这增加的能量,就等于宇宙增加了质量

按马赫原理,这些全宇宙增加的质量,就会增加离心力的大小。

自转速度过大的星系

所以宇宙早期,因为总质量更低,所以离心力也更低。于是早期(遥远)的星系就表现为有更大的自转速度。

现在的天文观测确实发现了星系自转速度过大的问题。但是把这个现象归结为暗物质。 而如果应用马赫原理,承认离心力取决于全宇宙物质总量,则问题迎刃而解。

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