◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆
《时空波动论》第九章:银河系与宇宙现状的完美解释中 2
作者:陈少华
◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆
◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇
◎n=1.5时,PA右 、PB左 、P扣除 的函数图像
图片:n=1.5时组成函数P扣除 =PA右-PB左 的两个函数PA右 、PB左 的图像
图片:n=1.5时P总 第二大项P扣除 的图像
P扣除(r)的函数图像特征归纳如下:
1)0到1万光年区间,P扣除 迅速上升,上升斜率十分陡峭;
2)1万到3万光年区间,P扣除 迅速下降。此区间下降幅度达83% ;
3)3万到4万光年区间,P扣除 下降斜率虽有减缓,但区间降幅巨大,达67.6497%;
4)4万到5万光年区间,P扣除 下降依然迅速,直到减为0 。此区间下降幅度达100% 。
◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇
◎也可以用另一种方法算出P扣除(r)函数达到最大值时r的值
对比前面用预估法画出的粗略P扣除 曲线,可以发现差别还是比较大的。不经过实际运算,仅靠预判,确实很难发现P扣除 会是这种变化曲线。主要原因是因为银河系恒星分布密度函数下降得比较快,使P扣除 在r=1万光年后就会因为VA右 星群的质量快速下降而步入下跌通道。
上面是用代入法算出一些数据,根据数据绘出PA右 、PB左 、P扣除 的函数曲线。这种方法有一些麻烦,对于一些精通数学的人来说,这种方法是一种笨方法。
利用计算函数的导数可以比较快地找到P扣除 达到最大值时r的位置。
因为r=0到1万光年区间PB左 下降速度比PA右 迅速得多,两者的差距会迅速增加。表现在图像上,曲线之间的距离越来越远。P扣除=PA右-PB左 会快速增加。
直到两者随着r下降的速度相同,函数导数或斜率相等,则两者的差距就达到了最大值。
可以算出PA右 与P B左 这两个函数的导数,让导数相等,PA右 ’=P B左 ’,算出r是多少。P扣除(r)在这一点达到最大值。
PA右 与P B左 在r=0时,恒星A处于银心附近,MA右与M B左 不仅质量相等,质心到恒星A的长度都相同。PA右 =P B左 ,两者都处于最大值。此后就开始随着r增加而下降。PA右 下降得更缓慢一些,P B左 下降得迅速得多,很快就在3万光年左右降至接近于0。此后P B左 就不再下降。
PA右 的变化曲线虽然也是一直在下降,但下降斜率比P B左 要平缓得多。
P扣除 函数曲线显示,P扣除 在r=1万光年时达到最大值。随后就步入快速下降通道,一直下降至0.
◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇
◎P 扣除=P A右-P B左就是这么劫富济贫,侠义心肠,堪称宇宙级别的侠客
对于银河系恒星公转时辐射压力与离心力的变化情况,深入了解之后,就会发现,P 扣除=P A右-P B左 这一项确实是银河系在目前运动特征下得以稳定存在的大功臣。当然,并不是说P扣除=P A右-P B左 存在了,银河系才能稳定存在。而是因为它的存在,才使得银河系变成了现在这个样子。如果它不存在,银河系仍然会存在,不过会是以另一种情况特征出现:星系将会比较小,半径不会超过3万光年。星系边缘的恒星,公转速度极慢。星系内侧的恒星,公转速度极快。这就有点类似于太阳系的行星公转特征了。
P扣除=P A右-P B左 这一项的特点是,在恒星处于银心球体内部时,这里辐射压力源充足,且公转速度较慢,无须担心辐射压不够的环境时,它就出现,无情扣除本该属于恒星的辐射压,将它转到自已名下。这种环境中恒星高度密集。P扣除 再怎么增加,也不会影响P 总。因为P11与P12都在迅速增长中,恒星有充足的辐射压源,完全不用去担心辐射压力对抗不了离心力。反而它们应该担心来自银心的辐射压太强,将自已吸进银河中心的黑洞中。所以不得不在必要时候提高公转速度。
这时候P扣除=P A右-P B左 出现了。它迅速增加自身实力,将恒星多余的辐射压全部扣除掉。让恒星轻装上阵。公转角速度能保持稳定。银心球体得以形成一个刚体,所有刚体内的恒星都以相同的角速度公转。
若是恒星处于辐射压源稀少、辐射压微弱的环境——银河边缘时,恒星非常恐惧与苦恼,天天担心如果按照这个银河恒星总部要求的超高公转速度运动,以这么小的辐射压来对抗离心力,根本不可能持续多久。恒星随时会被甩出星系的。
正在危急之时,P扣除=P A右-P B左 再次出现了。它十分慷慨大方地将从辐射压源富余的恒星那扣除的辐射压分给边缘恒星,帮助它们对抗离心力,让它们感受到来自银河的温暖:银河没有忘记它们。P扣除=P A右-P B左 就是这么劫富济贫,锄强扶弱,急公好义,侠义心肠,堪称宇宙级别的侠客。
当然,这种扣除与赠送辐射压的行为只是科幻。真实情况是,凡是处于银河内侧的恒星,正是因为P扣除=P A右-P B左 这一项扣除了可观的一部分辐射压,导致这里的恒星公转速度比较慢。也正是因为使银河边缘的恒星得到了额外可观的一部分辐射压,才使边缘恒星一个个象加满了油一样浑身是劲,跑得贼欢,公转速度竟然高居银河系诸多恒星的榜首。也正是这一切反常特征,使得人类科学家几百年来一直在苦苦思索其中的原因。在上天入地都无法找到其中奥秘后,不得不搬出暗物质这尊大神,认为暗物质占银河系总质量的85%,远远大于普通物质的含量。当然,暗物质是找不到的,人类物理学也同时陷入了长期的停滞与衰退期。
结论:公转半径从0开始增加,P扣除 =P A右-P B左 从0开始迅速上升,积累实力。在r=1万光年时达到最大值。随后就开始不断下降。
1万到3万光年区间P扣除 下降得非常迅速,此区间内下降了70% 。将大额辐射压归还给银河系恒星,供其公转时平衡离心力时使用。
后来在3万到4万光年区间P扣除 下降速度突然增加,后曲线下降斜率有所减缓。在此区间下降了58% 。P总 下降斜率因此得以大幅减缓,使得此区间恒星公转速度缓慢上升。
在4万到5万光年区间,P扣除 下降速度先是缓慢下降,在临近银河边缘地带时再一次加快。最后减小至0 。
当半径超过4万5千光年时,已经接近银河边缘区域。随着r的增加,P扣除 =P A右-P B左 虽然已经下降了一大半,还剩下了0.755单位,但仍然在P总 中占有可观的比重。因为P1也下降到比较小的数额。
P扣除 在r=4.5万光年到5万光年区间先缓慢下降,在4.8万光年左右下降速度开始越来越快。最后快速下降为0,相当于使P总 增加了0.755单位这么大的数额。这使银河边缘区域大量孤独的恒星得到弥足珍贵的辐射压,来抵抗高速公转所造成的强大离心力。P总 的下降斜率将会变得十分缓慢。P总 的下降幅度将会低于r的增加幅度。V2=P总 *r。V2是增加的。这不仅使边缘恒星完全不用担心一个不小心就被甩出银河系,还甚至能使边缘恒星以更高的速度稳定公转,这个公转速度能达到275千米每秒,是银河系所有恒星公转速度的最高值。
◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇
◎P1随公转半径r变化的曲线
当银河系恒星分布密度函数的下降速度是r的1.5次方反比时:,0到1万光年区间密度函数斜率是-4.95。设n球=0.8。
先根据P扣除 的计算公式算出P扣除 的数额并绘出P扣除 的变化曲线。同样,根据P11、P12的计算公式可以分别计算出P11、P11的数额,算出P1=P11+P12的值。画出P1的变化曲线。
详细的对P11、P12与P1的计算将在后面进行。此处先列出计算结果如下:
组成P总 第一大项的P1随公转半径r变化的曲线如下:
图片:n=1.5时,P总 第一大项P1随r变化的曲线
P1的函数曲线的斜率在不断减小。意味着每增加1光年的公转半径,P1下降的数额明显减小了。
◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇
◎n=1.5时,-P扣除 随公转半径r变化的曲线
当银河系恒星分布密度函数是以r的1.5次方反比下降时,组成P总 的第二大项P扣除 的曲线如下图所示:
图片:n=1.5时,P总 第二大项P扣除=P A右-P B左 的函数图像
P扣除 是P总 的一个减项。P总 =P1-P扣除 =P11+P12-P扣除 。
因为P扣除 是一个减项,而P11与P12却是加项。这样来分析P总 的变化情况其实挺难的。比如,P11是1次反比下降,P12是2次反比下降,P扣除 如果是1次正比上升,那函数值会如何变化?要立刻给出一个明确的结果有一定难度。
所以最好将P扣除 看成一个加项,但它是一个负值的加项。
P总 =P1-P扣除 =P11 +P12+(-P扣除)
对于这三个项,如果三项都是一次反比下降,那么P总 自然也是一次反比下降。
-P扣除(r) 这个函数的图像是将P扣除(r)的图像以X轴为对称轴倒过来。两个函数沿着X轴对称。
见下面图片:-P扣除(r) 这个函数的图像。
图片:n=1.5时-P扣除(r) 函数的图像
密度函数是时,-P扣除(r) 的变化情况如下:
图片:n=1.5时,P总 随公转半径r变化的曲线
◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇
◎老张资产的变化曲线
用一个例子可以更清楚理解P扣除 对于延缓P总 在1万到5万光年时的下降斜率的作用。
P扣除 在r=1万光年时达到最大值,相当于将P总 扣除到位。此后不但不会扣除P总 ,反而会返还以前扣除的部分。如果P扣除 不存在的话,P总 由P1这一项组成。P1的下降曲线就是P总 的下降曲线。由于P扣除 的存在,使P总 在0到1万光年区间的上升斜率没那么陡峭,在1到5万光年区间的下降斜率小于P1。P扣除 从0开始增长,最后又减小为0,这说明P扣除 的存在并不会影响P总 的最终数额,而是取到了降低P总 在r=1万光年时的最大值,并改变P总 下降斜率的作用。P总 在r=5万光年的最终数值仍然等于P1。
举个例子。老张的资产原本是0。后来时来运转,家里拆迁发了一笔横财,资产达到500万元。他并不出去工作,坐吃山空,平时消费比较厉害,也不搞投资炒股,所以资产是稳定下降的。在第5年下降到100万元。在消费享受上,老张总共花了400万。
前期老张消费比较厉害,资产直线下降。后期见势不妙,家中余粮越来越少,不容继续挥霍。老张花钱比以前要省一些。所以资金下降曲线呈接近正反比下降趋势。
老张资金曲线以Q1来表示。老张资金余额Q总 由Q1决定,Q总=Q1。资产在1到5年的下降曲线以红色曲线如下图所示:
图片:老张资产的变化曲线
当然,一般来说,拆迁款是没那么快就给拆迁户的。老张也是这样。如果政府一下拿不出那么多钱,就分期付款。1年后才将500万付清。
老张穷了这么多年,忽然手上有了这么大一笔财富,十分兴奋。他其实是一个老股民了,对股票十分有研究。他拿到了第一笔钱,就立刻将钱全部投入股市,想让资金立刻翻上几番,从此就能有再也花不完的钱,彻底实现财务自由。
可他赚钱心切,追涨杀跌,反而不断亏损,到第1年年底时,股票亏损100万。
第1年年底,刚好政府给的拆迁款500万全部到位了,老张一算帐,结果钱只剩下了400万。
老张十分痛心。看来炒股想赚钱真是不容易。还是拿着钱好好享受生活吧。老张苦日子过久了,现在好不容易翻了身,由俭入奢易,由奢入俭难。他于是就养成了随意挥霍的习惯。拼命花钱,享受生活。
不过在股市上老张及时总结教训,谨慎投资,终于将亏的钱都赚回来了。第5年年底一结帐,他在股市不亏不赚。这几年在奢移消费上花了400万元,最后资产总额是100万元。这与他不炒股时资金余额相同。这一次的资产下降曲线以绿色曲线表示。
炒股后的老张资金额Q总=Q1-Q炒股扣除。
红色曲线与绿色曲线的相同点是终点数值相同,都是下降到100万。不同点是红色曲线的最高点是500万,绿色曲线的最高点是400万。由于老张炒股将亏损赚了回来,使这一阶段资金量下降的速度有所减缓。绿色曲线在1到5年区间的下降斜率明显比红色曲线要平缓得多。因为同样是在4年里使资金下降到100万,红色曲线是从500万为起点来下降,绿色曲线是以400万为起点来下降,绿色曲线的下降斜率当然要比红色曲线更缓慢一些。
老张如果在0到1年期间炒股亏的钱如果不是100万,而是200万,而且他后来又将钱赚了回来,即使他仍然在消费上花了400万,那么他的资金曲线在1到5年区间将会下降得更加平缓。从图像上看出,紫色曲线就是老张前期炒股亏钱200万时的资金曲线。紫色曲线在3到5年区间就是一条平行于X轴的直线。老张的资产在这段区间将不再下降。这段时间他消费的钱都是他从股市扳回的老本。
老张炒股亏的钱如果是300万,而且他后来又将钱赚了回来,那么资金曲线就是黄色曲线所显示的样子,在3到5年区间就是一条不断增加的曲线。老张的资产在这段区间将不断上升,从50万增加到100万。这段时间中,老张在股市中扳回了老本,这些钱比老张消费上花的钱要多。
如果老张在0到1年期间炒股亏的钱都能在1到5年区间赚回来,1到5年区间老张资产的变化曲线就取决于他炒股亏钱的多少。他在0到1年区间亏的钱越多,1到5年区间他的资产变化曲线下降的斜率就越平缓,甚至不再下降,开始上升。
P扣除 跟老张炒股亏的钱Q炒股扣除 十分相似。P扣除 的存在,使P总 在0到1万光年区间被扣除了一大块数额,P总的最高点变得比较低。P扣除 在1万到5万光年区间又逐渐下降为0,使P总 将额外亏损的部分都补了回来,从而在1到5万光年区间下降的斜率十分平缓。
可以想像,如果P扣除 更大一些的话,P总 在3到5万光年区间下降的斜率将会更加平缓,甚至不再下降,开始上升。
这就是P扣除 的作用:它并不改变P总 的最终数值,但会改变P总 的下降斜率。它大幅降低P总 在r=1万光年时的最大值。P总 最大值降低了,但在r=5万光年时最终的数值却不会改变,这相当于4万光年区间P总 下降的任务减轻了很多,原来需要在这么长的区间减小100万单位,现在只需要减小50万单位,下降的斜率自然就没有那么迅速了。这一有利因素使P总 在1万到5万光年区间下降得更加平缓。
在0到1万光年区间,P扣除 会降低P总 上升的斜率。这同样对恒星稳定公转有利。因为这里离银心太近了,受到的辐射压太强了。但是恒星公转速度却比较低。因为银心球体是以刚体自旋的,离银心越近,恒星公转速度就越低。如果不被扣除多余的辐射压,恒星会因为辐射压太大而被吸入银河中心黑洞,那是很可怕的。幸好P扣除 及时出手,扣除了很大的一块辐射压,使P扣除 在0到1万光年区间下升斜率没有那么迅速。
可见,P扣除 在0到5万光年区间都起到了很重要的作用,对银河系稳定的意义怎么强调也不过份。
◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇
◎n=2时,;计算P1、P扣除 与P总
老张炒股亏钱的数额在老张资金中所占比重直接影响到老张资金曲线的下降斜率。亏钱数额所占比重越大,亏钱数额对资金曲线在后期的斜率影响就越大,资金曲线在后期下降斜率就越平缓,甚至会止跌回升。
现在问题来了,P扣除 在P总 中所占比重到底是多少呢?如果P扣除 太小的话,就起不到减缓P总 下降斜率的作用。老张如果炒股只亏了1000元,后来又将1000元的本扳了回来,那对他的资金曲线下降斜率的影响是微乎其微的。
这就需要分别将P11与P12、P扣除 在各个公转半径时的数值算出来。
P总 计算公式分为第一大项与第二大项。
(以下是:n=2时计算P总)
将P11、P12都算出来,计算出P总,得到如下数据:
◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇
◎计算结果显示,密度下降速度n=2时,算出来的数据仍然未能符合现实
上面的计算过程是基于一个假设:银河系恒星密度分布函数的下降速度是r的2次方反比。当然,我并不是随便就估计了这个值。而是在经历了很多的计算后才得出的结论。
我先是以正比例下降的函数来近似银河系恒星密度分布函数,结果发现行不通,算出来的结果表明,P扣除 太大,下降得太慢了,这导致P总 下降的速度十分迅速。
我失望之下,发现了P扣除 是P总 下降这么迅速的原因。从而致力于削弱P扣除 。于是我索性将密度分布函数定义为3次方反比迅速下降的速度,这样VA右 星群的密度将迅速下降,PA右 与P扣除 都会因此大幅削弱。
但计算出来的结果表明,P扣除 这次又太弱小了,要知道它可并不是一个单纯来捣乱的减项,而是肩负着在1万到5万光年区间降低恒星所受辐射压P总 下降斜率的重大使命。如果一开始它就十分弱小,那是不可能完成任务的。
银河系恒星分布密度函数既不能是正比例函数,也不能是3次方反比下降的函数,那我接下来就必须要尝试2次方反比下降的函数了。
我已经发现,其实密度函数以2次方反比的速度下降可能仍然是有些太快了。P扣除 显得有些弱小,还不足以担负充分缓解P总 下降斜率的重任。
经过验证,证实了这一点。
当、n球=0.7时,计算出来的P总 的数值与导致的恒星公转速度降幅如表所述。显然,这个速度降幅与实际情况差距很大。
根据恒星公转速度曲线,P总 与恒星公转速度V的实际区间降幅表应该是这样的:
两者还差距大的原因就在于,在2次方反比迅速下降的恒星分布密度函数的影响下,P扣除 的实力被大幅削弱了,相比2V(1)星群产生的辐射压P11来说,显得比较弱小。
在r=1万光年时,2V(1)星群的平均密度点在0.92万光年,VA右 星群的平均密度点却在1.915万光年。由于密度下降太快,使两者的密度相差太大,质量与产生的辐射压自然也差别很大。如果密度函数下降速度缓慢一些,两者的密度差距就不会那么大,P扣除 就能达到理想的大小,可以承担其缓解P总 下降斜率的使命。
需要调整一下密度分布函数的下降速度,才能使恒星所受的辐射压P总 按照所希望的变化曲线在变化。而每改变一下恒星分布密度函数的下降速度,P总 的下降斜率也会发生相应的显著的变化。
对科学真理的追求真的不容易。为了计算出正确的银河系分布密度函数,我接连尝试了正比例、3次反比、2次反比,结果全部以不符合实际情况而告终。好在与实际情况的差距越来越小,离真相越来越近了。现在选项也是越来越少了。正确的结果必然是在1次方反比与2次方反比之间。
图片:n=1.5时2V(r)平均密度变化曲线