利用连续介质力学方法研究超光速现象

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1、物质和能量关系的本质（杨新铁西北工业大学航空学院西安710072）摘要当代暗物质的研究从可压缩连续介质角度给出，在均匀各向同性的宇宙中很容易得到能动张量的基本形式。其状态方程可以是典型的可压缩气体形式；这样，就可以利用理想气体的特性来进一步解释引力场内能量和物质的关系。实际是把时空上的非线性用一种描述方程上的更深刻的非线性机制来代替，这种新的类似于洛伦兹的变换具有更广泛的协变不变性。据此，对质量的定义可以理解为类似于在空气动力学试验中被物体边界所排挤的流体的质量。从本质上来说，变重了的并不是试验的飞行器壳体的结构重量，而是那个壳体体积所排

2、挤的区域内部等价流体介质的质量关键词暗物质麦克斯韦方程相对论质能关系AbstractPresentdarkmaterialresearchmaybededucedfromthecontinuousmedium,anditisveryeasyintheisotropicuniversetoobtainthetensorthefundamentalmode.Itsstateequationmaybethetypicalcompressedfluidform;thus,mayusethecharacteristicoftheidealgasto

3、furtherexplainrelationsofenergyandthemassinthegravitationalfield.Replacesthenon-linearityofspaceandtimewithonekindofdescriptionequationinmoreprofoundnon-linearmechanism,thisnewtransformationbeingsimilarasLorenztransformation,buthasthemorewidespreadcovariantinvariability.A

4、ccordingtotheabove,thedefinitionofmassmayunderstandasthemassoffluidwhichispushedasidebytheobjectbodyintheaerodynamicsexperiment.Inessence,changedheavywasnottheweightoftheexperimentalflightvehicleshellconstruction,butwastheequalfluidmediumqualitywhichthatshellvolumepusheda

5、side.中图法分类号V211.1+4KeywordDarkmassMaxwellequationRelativityrelationofmassandenergy根据近似均匀的和各向同性的假设，宇宙学原理给时空度规一很强的约束，在此约束下的时空度规可化为Robertson-Walker度规：（1）其中，a(t)为尺度因子，坐标r,q,f,为共动坐标。一个自由运动的粒子在共动坐标系中保持静止。在方程(1)中的常数K描述了空时的空间部分的几何。K取+1,0，-1三个值，对应空间部分的几何分别为封闭的、平坦的、开放的。方程(1)可以化为更加方

6、便的形式（1）其中：（3）3给定宇宙中的物质成分，可以给出尺度因子a(t)以及物质成分能量密度的演化方程，结合方程(1)可得到Einstein场方程：（4）其中Gmn是Einstein张量，Rmn是Ricci张量(Ricci张量依赖于度规和度规的导数)，R是Ricci标量，Tmn是能量动量张量。在均匀各向同性的宇宙中很容易得到能动张量的基本形式。空间上的均匀各向同性意味着各个能动张量的分量是对角形式，且空间上的三个分量相同。这样的能动张量的最简单的形式就是理想流体，若用r(t)来表示其能量密度，p(t)来表示其压强，则其能动张量的形式可表

7、示为(5)并且由能动张量满足的守恒方程Tmn；n=0，可导出微分方程(6)对于简单的物态方程p=wr，其能量密度的演化方式为r＝a-3(w+1)如对于真空能，w＝－1，其密度保持不变，即r＝const人们为了探索暗物质，把这类理论推广为f（R）理论，它可以包含任意R的修正项。除了可以在作用量中加入R的修正项，还可以考虑加入形如RmnRmn或RmvabRmvab之类的修正项。对于能量模型，由于有各种形式的假设，因此就会有不同的状态方程，这里只介绍Chaplygin模型，它是很常见的暗能量模型候选者，原始版本的Chaplygin气体是一种奇异

8、的流体，由状态方程P=A/r决定了它的性质，其中A为一正的常数，代入守恒方程(6)得到：（7）其中B为常数,此关系被进一步推广为气体状态方程为：这是典型的可压缩气体的状态方程，这样，我们就有可