六、天体的转动机理
天体的基本运动有转动、内部运动、星表运动、大气运动和炁流运动等。天体的转动形式有公转和自转两种。公转轨道是个近圆的椭圆,中心天体处在一个焦点上。天体转动使天体之间的相互位置发生变化:一种是视运动变化(相对位置的变化),一种是炁流作用变化,由此形成了天象变化、气象变化、时间变化等现象。
图5.15天体的活动和转动
在易学里用四柱表示天体的转动情况。地球自转的周期是1天,分12时辰(12地支),计24小时,用时柱表示,代表了地球上某点相对于太阳的具体位置。月绕地的周期是1个月,约30天,用日柱表示,反映了月球相对于地球的具体位置。地球绕太阳一周是1年,分12个月,用月柱表示,其中的地支叫做月建,反映了地球相对于太阳的具体位置。太阳绕银心一周是2.5亿年,而水木火土金五行星和太阳“绕地球一周”是60年(最小公倍数),叫做一元,就是在60年里就会出现一次七星连珠现象(水木火土金日地七星连成一线)。元分上元甲子、中元甲子、下元甲子,叫做三元。三元共计180年为一个大周期,其物理意义未明,可能是六星在太阳一边的周期。可见四柱整体上反映了地球上的某点处在银河系里的具体位置以及同其他天体之间的相互关系。这些天体通过天体炁流对地球上的一切事物发生影响作用。四柱八字所反映的实际上就是一个代表银河系的宇宙钟,就是天体链的运动规律,更大的天体运动情况由《皇极经世》阐述,在《西游记》开头就有所介绍。
(一)、天体转动现象
1、坐标。
天体在宇宙炁海里的位置是根据恒星来确认的。恒星在炁海里的位置是比较稳定的,形成了星座、星相、星宿等天象。为了确定天体在宇宙炁海里的位置,需要确定坐标。天文坐标有如下几种:地平坐标系(以观测者为中心)、时角坐标系、赤道坐标系、黄道坐标系等。
地平坐标系以观测者为中心。从地球上看,天体每天围绕地球转动一周,形成了东升西落现象,叫做天体的周日视运动,形成了周日平行圈。与地球赤道相应的周日平行圈的半径最大,叫做天赤道。这是地球自转形成的天文现象。地球自转轴的延长线与天球(把炁海作为一个假想的球体,恒星“固定”在这个球面上)相交的点叫做北天极(P)和南天极(P′)。北极星(小熊座α)最靠近北天极,运动范围只有1度以内,可以认为是不动的,是一个标志性天体。天极(北极星)的高度等于当地的地理纬度,因此可以利用北极星的高度测算地理纬度。赤道圈和本初子午圈(通过格林威治的经圈)的交点为原点。观测者的头顶所对的天球点叫做天顶,脚下所对的为天底,地平面对应的天球圈叫做地平圈(真地平),过天顶和天极的圆叫做天子午圈。
图5.16天体坐标
地球公转形成了四季星空现象。地球绕太阳进行逆时针转动,其公转轨道是一个椭圆,太阳处在轨道的一个焦点上,轨道面与赤道面的夹角是23°26′,公转周期是1年。地球的公转轨道面与天球相交的圆叫做黄道。由于地球公转引起太阳在天上相对恒星背景的运动叫做太阳的周年视运动,其轨道也叫做黄道。黄道和天赤道相交于春分和秋分两点,春分和秋分的中间是夏至点和冬至点。从春分点起,把黄道分为12等份,叫做黄道12宫,每宫占据30°,并且以代表星座命名:白羊宫、巨蟹宫、天秤宫、摩羯宫、金牛宫、狮**、天蝎宫、宝瓶宫、双**、室女宫、人马宫、双鱼宫。12宫对应于12月。星座每天向西移动约1°左右,这是太阳从西到东移动的结果。
图5.17日球坐标与地球的四季运动
天体的位置用星图和星表记录,需要记录历元(时间)。这是由于地球自转轴的指向会发生变动(叫做进动),形成岁差(地轴的长期进动),还会出现地轴绕平衡位置的周期摆动(叫做章动)。目前天极位于北极星(小熊座α)附近,1万2千年后将在织女星附近。
2、天象。
天体转动形成了四季星空等各种天象。天体的周日视运动是天体相对运动的结果,四季星空是地球公转形成的天象。
太阳的周年视运动引起了地球的昼夜长短和季节变化。太阳在春分点时的这一天叫做春分日(约3月21日),太阳出没于正东正西,昼夜长度相等。夏至日(约6月22日)太阳在夏至点,昼最长,夜最短。秋分日(约9月23日)太阳在秋分点,昼夜等长。在冬至日(约12月22日)太阳在冬至点,昼最短,夜最长。太阳周年视运动连续两次通过春分点的时间叫做回归年,这是四季周期。1回归年=365.2422平太阳日,1朔望月=29.5306平太阳日。我国在1199年就发现了1年=365.2425日,西学在1582年才知道。
3、两种转动形式。
西学发现,天体普遍存在自转和公转运动,形成了星系。例如月球绕地球公转,月球在自转;地球绕太阳转动,地球在自转;太阳绕银心公转,太阳在自转;恒星之间也有公转运动,形成了恒星群。西学发现了银河系的自转运动,还发现了河星系之间也有公转运动,形成了河星系群,但是没有发现河星系绕总星系中心的公转运动,也没有发现总星系的转动(自转和公转)情况。星球总是以星系的形式存在,星球构成星系,小星系构成大星系,从行星系到太阳系,再到银河系,最后是总星系。大多数行星级以上的天体都是同向转动——逆时针方向转动,只发现金星是一个例外。
越高级的星系的转动速度越快。月绕地一周为1个月,约30天,速度为1.0km/s。月球自转周期为1个月,赤道速度为8m/s;地绕日一周为1年,约365天,速度为30km/s。地球自转周期为1天,赤道速度为0.46km/s,在月球处为27.6km/s;日绕银一周为2.5亿年,速度为250km/s。太阳自转周期是27天,赤道处自转速度为2km/s,在地球处为404km/s;银绕总一周的周期未知,但是测得银河系在太阳处的自转速度是270km/s。
表5.3天体转动速度表单位:km/s
天体
月球
地球
太阳
银河系
总星系
公转
1.0
30
250
>1000
?
自转,赤道处
0.008
0.46
2
?
?
自转,轨道处
—
27.6
404
270
?
4、摄动和潮汐。
摄动力是除了中心天体的万有引力作用外的其他作用力,它导致摄动现象的发生。有长期摄动和周期摄动。摄动会影响星系的稳定性,造成星系瓦解。摄动还引起星球的潮汐运动,有气潮、海潮、固潮。潮汐会引起星球的自转速度变慢。根据动量矩守恒原理,自转变慢就表示自转动量矩减少,因此公转动量矩就会变大,导致公转天体的距离变大以减少潮汐作用。
洛希极限。起潮力有使天体瓦解的作用,星球(土星、木星、天王星)的环带就是潮汐作用的结果。当起潮力大于星球引力作用时,星球就会瓦解。这个瓦解距离叫做洛希极限,是由法国的洛希求得的:
A=2.45539(ρ/ρ′)1/3R
R为中心天体的半径,ρ、ρ′分别为中心天体、绕转天体的密度。
(二)、天体的转动机理
是什么力量让天体如此规则地在炁海里进行公转和自转运动而得以以星系的形式存在?如果只有引力存在,则只能使天体凝聚在一起形成星群,最后会碰撞在一起形成星球堆,不能够使天体转动形成星系。为此康德引用了斥力进行解释,但是他没有解释清楚斥力。对于天体的转动之力量源泉,始终存在一个“第一推动力”问题无法得到合理解释。为此,牛顿和爱因斯坦都无可奈何地说:“是上帝推动天体,是神力之助,上帝的神力是第一推动力”。首先是牛顿用万有引力解释,由于解释不通,于是就说是因为有上帝存在,“上帝给了天体转动的力”。接着是康德用引力和斥力解释了天体的转动的力学原因,但是没有得到证实,因为人们只知道天体之间只有万有引力存在,并没有发现天体之间有万有斥力存在。而且康德自己也不确定有斥力的存在,只是一种理论上的假设。他明确指出:“我只是在物质作最细微的分解的时候才假定它的存在……斥力就是指当物质分解成微粒时它们之间的相互排斥……引力使星云气体凝聚成星球,斥力使天体转动形成星系”。后来是爱因斯坦用相对论解释,由于同样无法合理解释,也认为是因为有上帝的存在和作用,提出了这样的上帝理论:“宇宙间的一切事物都受同一力学定律的支配,这里难道没有上帝吗?……看来上帝并不是不可捉摸的……理所当然的是在上帝的功能下运动,这就足以证明超自然界的上帝在创造它”。而哲学上则用吸引和排斥(引力和斥力、收缩和膨胀)进行解释,也属于理论上的假定和推论,并没有发现这些物质。可见这些科学家都没有从根本上解决问题。
炁学揭密解惑:天体之所以能够进行自转和公转运动,而且亘古不变,只是转速有所改变,肯定有力学上的原因。上帝并不真的存在,但是上帝的灵魂却在主宰着事物的力学规律。这个上帝的灵魂就是炁流——阴阳二炁,是阴阳炁流形成的引力和斥力。一切事物的运动(转动和活动)无一不是炁流作用的结果和体现。各个星系中心的星球都在生产阴阳二炁,这些阴阳二炁与公转星球生产的阴阳二炁共同作用形成了星系炁子(星系内能)。星系炁子是维系星系存在的根本物质,就像原子炁子维系原子系统的存在一样。
下面以地绕日转动的情况加以阐述,其它天体的转动机理都是一样的。
太阳和地球都有自转运动和公转运动。通过测量和计算知道:太阳的自转方向是自西向东(逆时针),自转速度是2km/s,太阳炁流在地球轨道处的自转速度是405km/s(因为是螺旋线形的开普勒转动,转动速度与距离的3/2次方成反比关系,所以实际速度要比这个数值小一些);地球的自转方向是逆时针,自转速度是0.46km/s,地绕日的公转方向是逆时针,公转速度是30km/s。
图5.18日地转动速度
首先介绍地球公转的力学原因。太阳生产的炁流在炁海里形成了太阳的引力场(流向太阳)、日冕磁力线(负磁力场,流向太阳)、太阳风(斥力场,离开太阳)、太阳辐射能(光、热、射线、激波等炁流,离开太阳,产生斥力)等。地球生产的炁流在炁海里形成了地球引力场(流向地球)、地磁层(从南极流向北极,被日风吹成羽毛球状)、大气层等。由于太阳的自转,使太阳炁流形成了阿基米德螺旋线运动,例如太阳风和日冕磁力线,如图所示。这种现象在西学里叫做拖曳空间(星气层和星能层被拖曳)。爱因斯坦相对论指出,旋转的天体能使周围时空发生变化,即会拖拽周围的空间和时间使时空结构发生偏转和扭曲,就是指这种情况。这是西学对时空的本质不认识的缘故。扭曲的是炁流,不是时空,炁体和天体炁粒都没有被扭曲,而所扭曲的炁流仅仅是场炁流,波、热、光和射线炁流还是直线传播的。地球周围炁流的扭曲变形,导致人造卫星偏移了轨道。太阳炁流的转动牵引拖动着地球围绕太阳进行公转运动,这就是地球公转的力学原因。因为炁流是柔性的,炁流作用具有滞后性,所以太阳炁流以大约405km/s的转动速度只能够拖动地球以30km/s的速度转动。这种情况同水流引起水里的悬浮物的运动是一样的,水流的速度肯定要比悬浮物快得多。所有天体公转的力学原因都是一样的,只是我们还没有发现这些转动着的炁流而已,但是肯定是存在的,因为一切炁粒都在生产阴阳五行炁流,一切运动都是由于炁流引起的。太阳和地球的阴阳炁流发生了引力和斥力作用,形成了日地炁子,把太阳和地球紧紧地吸引在一起又相互排斥,既不会分离也不会碰撞在一起。这种情况同原子中的电子绕核子转动是一样的。引力主要来源于太阳和地球的万有引力场炁流的作用,其次是日冕磁力线炁流同地球的磁场炁流的作用,斥力主要来源于太阳的太阳风炁流和地球磁层炁流的作用,太阳风把地磁压缩成为一个羽毛球的形状,把地球推开。
图5.19地球的公转机理
下面接着讨论地球自转的力学原因。自转同公转的力学原因是一样的,都是日地之间的阴阳炁流作用的结果。地球和太阳之间不但有引力还存在斥力。引力使地球吸向太阳,而斥力使地球远离太阳。在地球处,太阳风的流速是450km/s,日冕磁场强度是5×10-5高斯。日磁与地磁的作用是使地球自转的主要动力:日磁是阴性的(指向太阳),对地球的阴性磁场起斥力作用,对地球的阳性磁场起引力作用,就这样地球自转起来了。另外一个使地球自转的力是太阳的斥力炁流引起的,因为地球不是一个质点,它的半径为6380km,所以F总是大于f(因为f远而F近)。太阳引力把地球吸引向太阳,太阳风(太阳斥力)把地磁压缩成羽毛球的形状,把地球推开。太阳风炁流对彗星的作用更加明显,把彗星的星气吹成长长的尾巴。在太阳的万有引力P、太阳风斥力Ff、日冕磁力线作用力Cc和自转的太阳炁流作用力Ww这四种力的共同作用下使地球围绕太阳进行自转和公转转动。公转力和自转力分别来源于自转的太阳炁流与太阳风炁流。
图5.20地球的自转机理
(三)、金星逆向自转之谜
利用雷达测定知道金星是太阳系内唯一逆向(顺时针)自转的大行星。金星的公转周期是324.7日,公转速度是22km/s,自转周期是243日,是自转速度最慢的(其次是水星59天,其它大行星都是几小时到几天)。我们知道金星的特殊之处还有:金星有太阳系里最浓密的大气层,表面大气压约为地球的90倍;金星大气高层经常有与金星自转方向相同的大气环流,大气顶层速度甚至超过金星自转速度。
炁学提示:金星为什么会这样特殊呢?这是有力学原因的。金星没有磁场,说明日磁对金星没有发生磁性作用,只有太阳引力P、太阳风Ff和自转的太阳炁流Ww这三种炁流对金星起作用。太阳引力炁流吸引金星,太阳风起到斥力作用,转动炁流是一种牵引力。金星公转轨道处的太阳风流速是315km/s,以此拖动金星以22km/s转动。金星以独特的顺时针方向逆向自转是太阳风和太阳自转炁流共同作用的结果。如果金星的大气层有电离层的话,金星还有日磁对金星大气电离层的电场的电磁作用。日磁对电场的作用力与对磁场的作用力方向正好相反,也是使金星反向自转的强大动力(因为金星比较靠近太阳),这个推测有待证实。太阳炁流吹动金星和金星大气层形成自转运动。
图5.21金星逆向自转机理
(四)、水星近日点进动之谜
从1764年起,观测发现了水星轨道的异常:在近日点处,水星每回会向太阳偏移一点,不会回到原来的起点上,这个现象叫做水星近日点进动。水星近日点进动的结果是使其轨道不能够闭合,呈开放型的收缩轨道,这是由法国的勒威耶在1859年发现的。为此他以为在水星内侧有星球存在,结果并没有发现。1882年纽康测定,水星近日点进动的观测值比理论值每百年快43秒(相当于每1百年进动1°33′20″)。1915年,爱因斯坦发表了广义相对论,根据相对论计算出的进动值与牛顿万有引力的计算值相差百年为43″.03(相当于1°32′37″),与观测值十分相近。西学对此的解释是,太阳摄动对大行星的轨道影响不大,但是由于水星最小又最靠近太阳,所以受到太阳摄动的影响就比较大,导致水星有近日点进动(向太阳逼近)的异常情况出现。这个观测结果表明,水星轨道越来越小,似乎有被太阳吸引而去的可能。那么最后的结果会不会导致水星被太阳吸引而与太阳相撞毁灭呢?
炁学提示:这只是水星在进行四季运动,现在出现进动是因为水日炁子正在变小,以后水日炁子变大就会转为退动,如此循环往复。水星小,又近太阳,又没有卫星(卫星可以减弱炁流作用),所受到的炁子作用比较明显。这个情况就像原子中的电子一样,电子的进动和退动就十分明显了,形成了电子云现象,其机理也是一样的,只是电子的速度快和所处的环境不同(炁体、炁流和炁子不同)而形成了电子云现象。
图5.22水星近日点进动
(五)、星球会撞毁吗?
人造卫星如果脱离轨道,就会掉下来,或者向炁海漂流而去,被星球吸收而掉到星球上。那么星球会不会被其他星球吸引而碰撞毁灭呢?如果只有引力作用,星球就会相互吸引而碰撞在一起;如果只有斥力作用,星球就会远离而去。正是引力和斥力的共同作用形成的星系炁子使星系能够维持下去,使星球不至于被吸引碰撞在一起,也不会逃离分开。那些坠落的天体是已经死亡的天体,是没有炁子球核的星球,同一般的非生物没有根本的区别,本质上不属于星球。这样的天体所产生的斥力炁流很小,只是一般的辐射能而已,没有像太阳风、地磁层、暗能量等宇宙风一样强大的斥力炁流存在。电子不会被核子吸引而相互碰撞,是因为电子和核子之间有原子炁子存在,同样的道理,由于有星系炁子存在,星球之间也不会吸引在一起而毁灭。星系炁子使星球之间进行着椭圆形状的公转运动,看起来就像两个星球在进行忽远忽近的震荡运动。每一回的震荡运动形成了星系的四季运动,众多的震荡运动逐渐就形成了电子云一样的“星球云”,当然,星球云的形成可能需要很长的时间。
图5.23如此相似
原子要发生变化(物理化学作用)就必须要直接接触才有可能,而且要进行炁子交换(引起内能变化)。稳定的原子不会发生作用,稳定的星球也是一样会维持原来的形态不变。不稳定的星球就像不稳定的原子——放射性原子一样,只有这些原子才会自行发生蜕变作用,而星球的蜕变是星球向炁海里喷射星气、星壳或者星幔,星核是不会分裂的,星球是不会瓦解毁灭的。当起化学作用的原子相互靠近时,电子会被夺走而失去电子形成正电离子,另外一个原子则成为负电离子,两个离子结合形成分子,同时原子炁子变成分子炁子。但是星球之间相互离得太远,根本就没有接近的机会,星球之间只有炁流交换,没有炁粒交换和炁子交换,星系炁子没有发生质变的条件,所以不会有任何实质上的改变。就是说星系将永远存在,不会毁灭。