(太阳光压)斥力相互作用是解开地球动力学力源奥秘的钥匙

宋贯一(2008,2012)先后发现并提出了(光压)斥力相互作用理论.(光压)斥力相互作用的主要特性是:(1)恒星内部的核聚变是(光压)斥力相互作用的能源,它可辐射到宇宙中的所有物体;(2)能源扩散方式为体扩散,扩散速度为光速;(3)只有排斥力(矢量),斥力方向为以恒星为中心沿恒星与被照射物体两质点连线向外;(4)媒介粒子是光子(其他粒子占比例甚小),其性质稳定,寿命可达无限长;(5)对物体的作用方式是碰撞,通常仅作用于物体的表面;(6)作用力范围为长程力(理论上可达无限远);(7)在通常的情况下,只对恒星系内的物体起重要作用.(光压)斥力相互作用的数学表达式为F=3JS/4πR~3,(1)式中F为任一恒星对其系内某一被辐射物体产生的斥力;J为恒星自身每秒钟辐射出的能量;S为被辐射物体接受到的光照表面积;R为恒星与被辐射物体之间的距离.π为圆周率.即任一恒星对其系内任一被辐射物体均产生(光压)斥力,斥力的大小跟恒星自身每秒钟辐射出的能量及被辐射物体接受到的光照表面积的乘积成正比,跟以恒星与被辐射物体之间距离为半径的体积成反比.与两物体的质量大小、物理状态及化学结构本质无关.本文以太阳系为例,依据太阳光压理论,详细解析了日-地间天然形成的能量(动量)相耦合的"轧制"式物理机制、地壳内部水平应力的产生机理、地壳内部的应力分布特征、及地壳内部垂向构造活动产生的原因等.利用近百年来全球地震的实际观测资料为(太阳光压)斥力相互作用及日-地间"轧制"式耦合物理机制的客观存在提供了验证依据.论证了(太阳光压)斥力相互作用确是解开地球动力学力源奥秘的钥匙.(光压)斥力相互作用是目前人类已知四种(引力相互作用;电磁相互作用;强相互作用和弱相互作用)相互作用之后发现的第五种相互作用,它与(万有)引力作用方向恰恰相反,对天体物理学中为什么宇宙一直处于膨胀状态之中这一难题的解决给出了可用牛顿力学理论加以描述的答案.     

“活着”的地球

依据太阳光子辐射产生的光压理论,作者揭示出了自然界存在有如下两种自然现象:(1)揭示了日-地闻天然形成的能量(动量)相耦舍的"轧制"式和"摇摆"式物理机制及其存在的证据.阐明了包括地壳运动、地震和火山活动在内的地球内动力地质作用所需要的能源(力源)不是传统地质学所理解的仅来自于地球内部,而主要是来自于太阳.太阳与其系内行星之间不单是先前人们所理解的靠万有引力作用所维系的那种家族式的首领关系,而且也是靠太阳辐射的斥力作用形成的"母子"关系.地球自生成以来,主要是靠太阳光子的能量(动量)的"哺育"才"活"下来的,地球目前还生机勃勃地"活着".地球的自转与公转及赤、黄交角的存在,不是先前人们所理解的只具有行星运动几何学上的意义,它在日一地之间能量(动量)相耦合转换机制中还起着更为关键的作用,它是整个地球能有效地、连续不断地获得太阳辐射能量(动量)使其能"活"下去而必须具有的最为简单的天然条件.(2)揭示了自然界任一恒星系内部恒星与行星或星际物质间的斥力作用普遍存在.众所周知,太阳是一颗质量较小的恒星,在银河星云系中类似太阳的发光恒星大约就有4000亿颗,在宇宙更是不计其数.这说明宇宙中的任一恒星系内恒星与它系内的行星及星际物质(除暗物质外)之间的能量(动量)耦合与交换主要是靠光子来实现的.光予是宇宙中既普遍存在又具有特殊性能的一种物质.光子不带电,其电荷、电偶极矩和磁矩皆为零,它是一种稳定的粒子,其寿命为无限大.宇宙中任一恒星辐射出的光子可以对外任何可见物体起作用.光子对受体的作用方式是碰撞,它不但把自身的能量传递给受体,还把自身的动量(以光压斥力的形式)传递给受体,其斥力方向与恒星与受体之间的引力方向恰恰相反,以阻止行星或星际物质在万有引力作用下向恒星内部凝聚,保持恒星系基本空间构架的相对稳定.由此推知,宇宙中物质之间的(光)斥力作用是普遍存在的,它与万有引力作用构成了相互依存的两个对立面,它们之闻的对立与统一构成了和谐一致的自然界.日一地间天然形成的能量(动量)相耦合的"轧制"式和"摇摆"式物理机制的发现与证实,为自然界星际(恒星与行星)尺度间的斥力作用普遍存在提供了有力的证据.这是自牛顿发现万有引力之后,首次对宇宙中星际间存在的"反引力"作用这一宏观自然现象的揭示.     

(光压)斥力相互作用在自然界客观存在的宏观证据

在宇宙中,众多恒星发出的光线充斥于万物之间.光压虽然早在1901年就被人们发现和试验证实,但一直未把它作为一种客观存在的自然力看待.其原因是(光压)斥力相互作用(自然力)主要表现在宇观物体(天体)上,在太阳系内的(太阳光压)斥力作用下,能否证明地球物质的宏观运动状态发生了变化及发生了什么样的变化,则是人们把(光压)斥力相互作用是否作为一种自然力看待的关键.宋贯一(1991)发现,太阳光压、地球的自转与公转组成了一套类似金属塑性压力加工中的一套天然"轧机",太阳的能量(动量)就是通过这种"轧制"式耦合物理机制传递给地球的,并依据这种耦合机制产生的地壳"轧展"效应特征,发现(1999)太阳光压斥力作用才是控制全球地壳运动和地震活动的唯一重要因素.宋贯一(1992)又发现,太阳光压、地球的自转与公转及赤黄交角的存在,组成了一套天然的日地间太阳能量(动量)相耦合的"摇摆"式物理机制,依据这种耦合机制特征,发现和证明(2006,2011)太阳光压斥力相互作用才是激发自转轴摆动并产生极移及地球自转速度季节性变化的主要力源.上述一系列发现,为(光压)斥力相互作用在自然界的客观存提供了具有说服力的证据.它与(万有)引力相相互作用一样,在宇宙的演化中起着同等重要的作用.     

用狭义相对论解析(光压)斥力相互作用

(光压)斥力相互作用是宋贯一(2012)提出的物质世界基本关系中的第五种自然力.本文利用爱因斯坦创立的侠义相对论对(光压)斥力相互作用进行解析得知,质能关系式揭示了斥力相互作用的能源本质,宇宙中恒星所具有的惯性质量为斥力相互作用的客观存在提供了巨大的能源贮藏.本文作者持此新的观点审视自然界,对(光压)斥力相互作用是恒星演化过程中必然产生的自然现象,对光为什么具有"波、粒"两象性,对当今天文学界猜想的"暗物质"、"暗能量"的本质,对(光压)斥力相互作用有关的斥力场与斥力波的性质,对宇宙大爆炸理论,对2016年2月11日,美国加州理工学院、麻省理工学院及"激光干涉引力波天文台"的研究人员当天在华盛顿举行记者会上宣布探测到的引力波等问题,都一一作出了新的见解.     

地球自转学科中遗留若干主要难题的解析

近二百多年来的地球自转学科研究中,除岁差和章动的成因依据(万有)引力相互作用理论已经得到解决外,极移(包括长期极移)和日长(l.o.d)的变化问题一直还处在探讨和争论之中,尚遗留如下七个主要难题没有解决:1)极移是欧拉(Eular,1765)根据刚体自转的分析得出地球自转极相对地壳作周期为305天的摆动吗?2)极移周期的定量解释,钱德勒周期为什么不是单值的,约在425~440天之间变化?观测的极移轨迹运动周期为什么也不是单值的,而是在13.0~13.3个月之间变化?3)作为自由运动,钱德勒摆动最终将会逐渐衰减殆尽,为什么二百多年来的天文观测资料却未发现钱德勒振幅有任何渐自减弱的迹象,是什么因素在克服阻尼而维持这种运动呢?它的能量消耗到哪里去了?4)极移的成因机制是什么?5)极移与地震的关系?6)地球自转速度季节性变化的主要原因是什么?7)长期极移的成因及其运动方向?宋贯一(1991,2006,2008,2012)依据大量的宏观事实,发现和证明了自然界还存在有与(万有)引力相互作用相对应的(光压)斥力相互作用.本文依据(光压)斥力相互作用理论去解析上述七个难题,取得了立竿见影的效果.     

关于钱德勒章动的探讨

本文从地球在太阳系内的自转和公转运行规律及太阳与地球之间的动量交换机制,来探讨地极的移动。为此,作者引出了光压矩和光压冲量矩的概念。在地球的自转和公转运动中,由于赤黄交角的存在和地球北南半球陆地表面积分布的不平衡性,在太阳光压的作用下,北南半球相对赤道产生不相等的光压矩,从而使原来平衡的以地心为支点的自转轴两端分别施加了周期性的外力,导致自转轴的晃动,产生极移。本文计算了(1)二分点(日)及二至点(日)地球北南半球相对赤道产生的较差光压冲量矩的大小,即极移的激发量级;(2)夏至点(日)和冬至点(日)地球北南半球相对赤道产生的光压矩及光压冲量矩呈反向变化,即极移振幅衰减和产生阻尼的原因;(3)从光压等效面积对称轴及光压冲量矩对称轴计算,钱德勒章动周期为435天左右。作者通过对地球东半球和西半球的北南部分相对赤道产生的光压矩对比分析,认为理论上地极的长期漂移是存在的。按现代全球陆地表面积沿经线的分布格局,长期极移的运动方向大致是沿西经90°向北美移动。作者引用统计资料,为太阳活动在地球上产生相对赤道的光压矩导致极移的理论提供了证据。     

长期极移的成因

依据宋贯一等(2006)发表的"极移的成因及其移动特征"一文中的研究成果,对其中极移反向(由东向西)运动的时问分布进一步研究得知:在地球公转所处的四季位置中,自转极(北极)反向运动时间仅发生在当年的11月1日(立冬日为11月7、8日)到第二年的2月15日(立春日为2月4、5日)这一段时间之内;其它时间(季节)均为自转极正向(由西向东)运动时段.对比冬至日前后和夏至目前后极移的运动方向可知,它们相对太阳的运动方向虽然相反,由于它们分别处在轨道的东、西方向的两侧,从空间上看来,它们的运动方向却是一致的(即都是向自转极以西运动).基于上述原因,经过一个回归年的太阳光压激发之后,极移运动轨迹的年平均位置向CIO(国际极点)的西侧移动了.在下一个周年期激发时段,上述现象将在上一回归年极移年平均位置的基础上继续进行,逐年累积即形成长期极移.这就是周年期激发机制引起的长期极移及观测的极移运动轨迹均落在CIO西侧的原因.     

地球天体表面地震成因的多物理耦合数学模型

为系统地研究地震成因,提出了日地恒星行星系统质心模型,引入了地球引力场概念。经分析太阳与地球在系统中的角动量平衡关系,以及地球各物质层次与地球引力场场强之间的作用关系,计算得到了接近真实地震数据的地震能量聚集、运移、释放的物理数值。由此,给出了太阳调整角动量形成"力源"以及地球内部引力场非均匀分布耦合物质,经运动与相变传递能量引发地球表面地震的成因解释。     

地球科学的革命——用(光压)斥力相互作用理论解析青藏高原成因动力学

近几十年来,地球动力学的研究虽然提出过包括板块学说在内的各种不同的成因模式,但距揭示它的实质还相差甚远.宋贯一认为其原因主要有两个:(1)没有创新性的能源(力源)思维;(2)没有创新性的物理学理论的支撑.经过近60年的的不断探索,宋贯一在新的地球动力学能源观和创新性的物理学理论的建立两方面都取得了突破性的进展.本文详细介绍了太阳辐射才是地球动力学的能量(动量)源泉及(光压)斥力相互作用理论建立的依据和实践证据.上述两方面的进展应用于解析青藏高原成因动力学,则获得了完全意想不到的结论.加之近几十年来一系列直接冲击和动摇着传统地质科学所厘定的若干基本概念和理论的地质新发现不断涌现,引发地球科学产生一场真正的革命将不可避免,地球动力学将由运动学的描述进入成因动力学的新时代.     

天文观测极移运动周期变化的原因解析

宋贯一（1991,2006）相继发现日-地之间存在一种奇特的能量（动量）相耦合的自然现象:当太阳辐射光压作用于地表之后,地球表面物质的特殊物理性质会自然地把太阳辐射光压立刻分解为两部分,即P₁和P₂.其中P₁为全球各纬度带内单位海洋和陆地表面接收到的等值光压（P₁为随时间和纬度而变化的变量）.在一个回归年的时段内,由P₁在北、南两半球上的不平衡分布激发自转轴摆动,引起转动惯量的变化（该变化是目前所了解到的地球转动惯量的最大变化）并产生极移,该项极移运动的周期为12个月左右.由于P₁在北、南半球上的分布相对赤道是基本对称的和规则的,P₁对自转轴摆动的激发可称谓“规则性激发”;P₂为全球各纬度带内单位陆地和海洋表面接收到的光压值之差（P₂为随时间和纬度而变化的变量）.在一个回归年的时段内,由 P₂在北、南两半球上的不平衡分布激发自转轴摆动而产生的极移运动周期为14个月附近.由于P₂在北、南两半球上的分布相对赤道是不对称和不规则的, P₂对自转轴摆动的激发可称谓“不规则性激发”.这种天然存在的力源,恰恰是近百年来世界各国研究地球自转的地球物理学家渴望寻找的那种既能激发自转轴产生自由章动、又使其摆动含有两个不同周期（12个月和14个月）的激发力源.正是这一奇特自然现象的发现,才使长期以来困扰地球物理学领域内的极移、极移所包含两个周期的涨落变化及由此引起的地球自转速度变化等自然之谜得以破解成为可能. 本文作者仅对天文观测的极移运动周期及其极移运动所包含的两个周期分量在一定的范围内变化的成因作出了详细的解析,并得出如下结论： （1）极移运动主要是由太阳光压P₁ 和P₂共同激发引起的.天文观测的极移摆动周期的涨落变化是太阳光压（P₁＋P₂）激发自转轴摆动过程中,在空间上自转轴的摆动中心相对自转轴中心（地心）移动造成的,涨落范围在395～403±2天之间,即天文观测的极移运动的实际计算周期应在13.0～13.3个月之间变化.（2）极移所含的周年期摆动是由太阳光压P₁激发的.天文观测的周年期摆动周期涨落很小,变化于365.24～365.53天之间.在一个回归年内,由于日-地间距离的变化,使地球表面接受到的太阳辐射光能产生微小差异则是造成观测的周年摆动周期稍有拖长的原因.（3）极移所含的钱德勒摆动周期是由太阳光压P₂激发的.天文观测的钱德勒周期涨落较大,变化于426～437±2天之间,即实际计算周期应在14.0～14.4个月之间变化.观测的钱德勒摆动周期的变化是太阳光压P₂激发自转轴摆动过程中,在空间上自转轴的摆动中心相对自转轴中心（地心）移动造成的.上述的定量解析数据均得到实际观测资料的验证,为极移光压成因理论的正确性提供了具体详实的证据.     

长期极移的移动方向及北京中轴线偏移之谜

太阳光压、地球的公转与自转、黄赤交角的存在及地球表面陆地和海洋的地理分布绝妙地组成了一套天然的能激发自转轴晃动(Wobble)并产生极移的日-地间能量(动量)相耦合的物理机制.太阳光压对自转轴摆动的激发时间存在两种不同的周期,即周年期激发机制和周日期激发机制,由此产生的极移运动轨迹也可分为周年期变化和周日期变化两种,这两种极移运动轨迹中均含有长期极移的成分.本文详细讨论了周日期激发机制引起的瞬时极移及其运动特征和长期极移及其运动方向,并按现今地球表面陆地和海洋的分布格局,求出长期极移的总体运动方向大致为参考极M沿西经70°～80°向加拿大的埃尔斯米尔岛移动.依据本文的研究成果,可以帮助人们揭开自元代(距今已800多年)以来所建立的北京中轴线为什么逆时针偏离子午线2°多这一极富传奇色彩的谜团.     

极移的成因及其移动特征

作者发现：太阳辐射,地球自转与公转,黄、赤交角的存在,陆地和海洋在地球表面南、北半球的不规则、不对称地理分布,及地球内部因〖ZZ(〗核外液体〖ZZ)〗形成的分层结构,构成了一套天然的能使地球产生自由章动的日、地间动量（能量）相耦合的物理机制.经研究,由该机制产生的极移具有以下主要特征：（1）极移轨迹的运动周期为13个月（0.92周/年）,该周期由二个主要分量组成,一个为12个月（1周/年）,另一个是14.1个月（0.85周/年,即钱德勒周期）.（2）极移运动轨迹是是椭圆,短半轴（b）与长半轴(a)之比为0.86;扁率（a\|b/a）为1：7.1.（3）瞬时极移振幅|m|的变化：对1周/年项,|m|随太阳回归运动而变化,在二至点时最大,在二分点时最小,具有对称性;对0.85周/年项,|m|随太阳回归运动而变化,在夏至点最大,每年12月5日左右最小.（4）瞬时极移存在反向运动（由东向西）.在1周/年项极移运动中,自转极的正、反方向运动振幅的贡献各占50%;在0.85周/年项的极移运动中,反向运动的时间仅有33天,约占正向运动时间的1/10,正向运动振幅的贡献占96%,反向运动振幅的贡献大约占4%.（5）若以国际极点（CIO）为原点,自转极相对CIO的位移运动轨迹必然落在偏向于CIO的西侧.（6）极移振幅将长期保持下去而不会衰减,原因是太阳辐射为自转轴受迫摆动提供了长期、稳定的激发能源.     

表达太阳粒子辐射时间变化的地磁活动指数(作为研讨其他地球物理场的相关性之用)

一、引言磁照图提供了在电离层中电流变动的情况,这种变化可分成两大类,通常把它作为两种太阳的离化辐射的作用。 (1)W(波Wave)辐射。仅仅作用于地球的向阳部分 (2)P(粒子Corpuscular)辐射。主要是作用在极光带,可以达到地球的黑夜部分。 W辐射效应主要与下列现象相联系; 磁静日的日变化;Sq和L。这些日变化由于强烈的太阳喷发后多余的辐射所引起的临时     

地月空间粒子辐射环境及其对月表物质的影响研究进展

由于没有全球磁场和稠密大气保护,月球直接受宇宙线、太阳风和地球风粒子的轰击.了解月球空间粒子辐射的特性、粒子的来源和传输等过程,本身是亟待解决的空间科学基础问题,同时还可帮助更好地提供预报和预警,为保障探月和载人登月等活动的安全提供理论参考;此外,月球空间辐射环境中的粒子与月表作用产生的水等物质对载人登月和月球基地意义重大,且月表物质保存了空间环境较为完整的信息和演化历史,对研究地月系统及太阳系其他天体(乃至系外行星)的宜居性与演化,也具有重要的科学价值.本文在简要总结地月空间粒子辐射环境研究现状的基础上,重点分析了近月粒子辐射环境及其对月表物质所产生的影响,梳理了宇宙线、太阳能量粒子事件、太阳风、地球风以及月源粒子等不同辐射的来源和传输机制,这些粒子与月表作用产生水、赤铁矿、中性原子等物质的过程,以及相关过程对月球空间环境的影响、对地月系统演化的启示等关键科学问题,并提出了解决问题所面临的技术难点,最后对未来可能的重点研究内容进行了展望,可为后续月球探测任务(例如嫦娥四期和国际月球科研站等)相关领域科技规划提供一定的参考.     

地球磁层中超低频波与低能粒子的相互作用

太阳风—磁层耦合过程会产生各种等离子体波,其中超低频波的频率最低(1 mHz～1 Hz)、波长最长(与内磁层磁力线长度相当)、能量密度最大.超低频波在磁层粒子加速、物质输运和能量转化中起着重要作用.以往的研究主要关注超低频波的全球性传播和分布特征以及这些波动与磁层能量粒子(辐射带电子和环电流离子)的相互作用过程.最近几...     

中国大陆动力学研究导向和思考

大陆动力学是研究和探索地球内部物质大尺度运动和深化认识地球本体与其在整体运动中深部圈层耦合、介质与结构变异的物理－力学属性、物质与能量的交换、深层动力过程和机制的一门边缘科学.地球动力学集成了当代众多高、新学科技领域和学科交叉的研究成果,它涉及到成山、成盆、成岩、成矿、成灾和深化对地球本体的认识,它在地球科学研究中占有极为重要的地位.本文通过深入研究、综合集成与剖析讨论了该领域五个重要的基本科学问题,即：(1)地球动力学在地球科学研究中的地位和作用;(2)国际上地球动力学研究的进展和发展动向;(3)中国地球动力学的研究状况;(4)当今地球动力学研究的导向和战略思考;(5)地球动力学研究在我国的实现和开拓.     

超低频波粒相互作用分析器

地球磁层的超低频(ULF)波是导致能量带电粒子快速加速的主要原因,同时这些粒子又可以使ULF波发生阻尼,它们之间的相互作用的过程可以通过星载仪器来定量观测.作者根据波与粒子相互作用的原理,结合中高轨道三维空间电场测量系统DC和低频部分的频率响应特点,设计了一种针对ULF波的波-粒相互作用分析器,并进行了模拟实验和验证.该仪器具有快速、精确、结构简单的特点,在中高轨道卫星观测时能对ULF波与粒子的相互作用的过程进行实时的定量测量.     

大地震对地球自转的影响

地震会改变地球的形状,引起内部物质的重新分布,从而导致地球的惯性张量产生变化.依据角动量守恒定律,地球的自转将会发生变化.为了探究大地震对地球自转的影响,本文基于简正模和点源位错两种不同的理论,应用PREM地球模型,以2000年至今的10个8.3级以上的大地震为例,分别计算了地震发生后地球重力场的斯托克斯系数、地球的总惯性张量、地球扁率等的变化.讨论了简正模方法叠加的收敛性问题,并对震级的影响进行了简单的分析,着重探究了深度变化对地球极移和日长变化的影响.结果表明:在相同的地球模型下,利用简正模和位错两种理论计算的日长和极移的结果是一致的;简正模方法的收敛速度比较快,只需叠加3个左右的低频简正模就已经收敛;对于震级大于4.5级的地震,极移激发的方向出现在120°E~160°E的概率大一些;通常情况下,越深源的和震级较大的地震,极移激发的幅度和日长变化量越大.此外,在0~700 km深度区间内,随着深度的增加,极移激发的幅度和日长变化总体表现为增加的趋势.     

FY2D卫星与GOES卫星空间粒子观测结果的对比分析

风云二号D星(FY2D)搭载的空间粒子探测器可以观测10～300 MeV的质子和≥350 keV与≥2 MeV的电子.卫星在轨测试阶段,空间粒子探测器观测到了空间环境宁静期间地球同步轨道的电子昼夜周期变化的典型特征,并在卫星发射后的12月15日首次观测到了有代表性的 2级太阳质子事件(SEP),观测到的较高能量质子比较低能量质子更快地恢复到平静时的状态.通过比较FY2D卫星与GOES卫星的探测结果,既显示了同步轨道区域不同位置高能电子通量扰动时间的一致性,也显示了高能电子通量具强烈的晨昏不对称性.通过对太阳质子事件和地磁平静时期该轨道空间高能粒子环境特征的分析和研究,并与GOES卫星同期的观测结果进行相关性分析,结果表明仪器确实具备了监测空间环境扰动和预警能力,探测结果可以用于研究地球同步轨道粒子空间分布、起源和传输等科学目的.     

地球扁率对天体引潮力影响的计算与分析

高精度天体引潮力计算中需要考虑地球扁率的影响.由DE421历表计算得到太阳系各个天体在GCRS中的坐标,基于天球参考系经典的岁差章动转换方法、IERS 2010规范推荐的转换参数以及IERS发布的EOP 08C04数据模型,在综合考虑影响天体坐标转换的各种因素(框架偏差、岁差、章动、地球自转、时间尺度转换、极移)改正后,得到天体在ITRS中的坐标,并由此计算得到1962年至2015年间地球扁率对各天体引潮力位和引潮力影响的具体数值.计算结果表明:地球扁率对天体引潮力的影响,对月球来说不超过1.8898×10~(-11) ms~(-2)(1.8898 nGal),对太阳来说不超过0.0018×10~(-11) ms_(-2)(0.0018nGal),对其他天体来说可完全忽略不计.地球扁率对月球、太阳引潮力影响的变化周期与相应天体的运行周期一致.