7 重力引力场和重力斥力场
一个带正电的点电荷A与一个负电的点电荷B相隔一段距离,形成一个电场.一个外来的点电荷C,接近A和B,同时受到A和B的作用力.用电场力的梯度的负数表示电场.绘制C所受电场力的梯度的负数在平面的分布.C是正电荷与C是负电荷两种情况下,电场形状相同,方向不同.
图8 正负点电荷构成的相对于外来正电荷的电场
Figure 8 An electric field relative to the external positive charges formed by a positive point charge and a negative point charge
图9 正负点电荷构成的相对于外来负电荷的电场
Figure 9 An electric field relative to the external negative charges formed by a positive point charge and a negative point charge
一个只含有物质的点A与一个只含有暗物质的点B相隔一段距离,形成一个引力场.一个外来的带有质量的点C,接近A和B,同时受到A和B的作用力.用引力的梯度表示引力场.绘制C所受引力的梯度在平面的分布.C只含有物质与C只含有暗物质两种情况下,引力场形状不相同,方向也不同.
图10 物质点与暗物质点构成的相对于外来物质点的重力场
Figure 10 A gravity field relative to external matter point formed by a matter point and a dark matter point
图11 物质点与暗物质点构成的相对于外来暗物质点的重力场
Figure 11 A gravity field relative to external dark matter point formed by a matter point and a dark matter point
看到上面一张图,联想到曲速引擎.曲速引擎(Warp drive)是一种假想的超光速推进系统,经常出现于科幻小说的设定中,尤以在影片《星际迷航》(Star Trek)中最为常见.曲速引擎的理论在设定上并不允许在两点间进行瞬时旅行.曲速引擎将使用尚未被发现的、具有负质量和呈负压的"特异物质".由此可以扭曲时空,造成飞船前方的空间收缩,后方的空间膨胀.在宇宙飞船周围出了一种正常时空的人工"气泡",使得飞船可以安全的以快于光速的几个数量级的速度航行,同时又回避了时间膨胀的相对论性的问题.22
图12 可视化的曲速引力场,宇宙飞船处于正常时空的气泡中 来源:22
Figure 12 Visualization of the warp gravitational field, with the spacecraft in a bubble of normal spacetime Source: 22
假设宇宙飞船使用暗物质为主要材料制造,用实数能量在飞船前方制造一个物质天体,用虚数能量在飞船后方制造一个暗物质天体.时空的弯曲图刚好满足曲速引擎的原理构造.在不考虑其他物理限制条件下,目前至少在材料上,曲速引擎是可行的.一旦使用曲速引擎的宇宙飞船接近或超过光速,航天空间技术将进入光速时代.如何把暗物质聚集成固体制造飞船,如何制造前方物质天体、后方暗物质天体,如何持续有效的向前飞行,涉及一系列工程、材料问题.也许可以解决,也许无法突破物理限制.曲速引擎可能只存于想象之中.
后面章节分析可得,暗物质天体是制造曲速引擎的关键,虽然曲速引擎可以实现超光速飞行,但是以曲速引擎的宇宙飞船只能搭载暗物质,搭载暗物质加速衰老为代价的.
因质量形成的引力场作用,暗物质与暗物质之间的斥力可以称之为反重力.广义的重力概念包括物质与物质之间的万有引力、物质与暗物质之间的万有引力、暗物质与暗物质之间的斥力,狭义的重力概念包括物质与物质之间的万有引力、物质与暗物质之间的万有引力.
一个天体拥有足够致密的质量,当其强大的重力场让光子都无法逃逸时,形成黑洞.物质和暗物质都可以形成相对于光子的黑洞.一个天体拥有足够致密的质量,当其强大的重力场产生的排斥效应让负光子都无法进入这个区域时,形成白洞.后面章节分析可得,黑洞的史瓦西半径是固定的,白洞并没有固定的史瓦西半径,负光子的反弹截止半径对于不同位置的负光子是不一样的.在目前的物质暗物质模型中,没有相对于光子的白洞,但有相对于负光子的白洞,这个白洞是由暗物质构成的.任何虚电磁波照射到白洞的表面都构成全反射,如果说黑洞是宇宙中最纯粹的黑体,白洞就是宇宙中最纯粹的球形反光镜.一个相对于负光子的白洞,其本身同时也是相对于光子的黑洞.在物质-远物质宇宙模型中,由远物质形成的白洞同时反射电磁波和虚电磁波,这种类型的白洞更接近目前学术界假想中的白洞概念.