第18章 （土星环2）：轮辐

第18章 （土星环2）：轮辐 (第2/2页)

布劳恩教授看着眼前这位充满智慧又异想天开的探险家心想，真是无巧不成书啊。
　　
　　教授深入研究尼古拉·特斯拉的引力理论之后，除了月球质量瘤实验以外，他还设计了另一个巧妙的实验，他选择的实验地点正是土星环。
　　
　　土星环分为多个环，从内侧的距土星几千公里到外侧的几十万公里，由微米到米级的冰粒组成，其厚度平均只有十米。
　　
　　现有的主流理论是按照万有引力定律计算和预估土星环不同圈层的运动周期和速率的。
　　
　　按照上述计算，土星环这个薄薄的“大盘子”不是按照一个整体环绕土星的，内侧的环受到的土星引力大，转速更快，而外侧的环受到的引力小，转速慢。
　　
　　令人匪夷所思的尼古拉·特斯拉的引力理论认为不是这样的！
　　
　　他认为，物体所受到的引力取决于它排开能量的强度，在理想引力场中，通常将引力事件抽象为一个中心质点吸引另一个环绕物体，比如土星及其卫星。
　　
　　上述抽象中隐含着一个假定，环绕物体排开的能量强度全部来自于中心能量源的辐射，在这种情况下，尼古拉·特斯拉的能量引力和万有引力定律计算的结果完全相同。
　　
　　但是，如果辐射源不只是一个中心点光源，除了点光源之外，还有一个亮亮的“盘子”，使得环绕物体既能接收到中心点光源的辐射，其强度随距离的平方递减，又能接收到临近环境物体的辐射，使得物体排开能量的强度是两项之和。
　　
　　点光源之外的环境能量强度在万有引力理论框架中毫无影响，而特斯拉的引力理论却会使物体受到的引力变大。
　　
　　上世纪70年代，同样是“亮盘子”的螺旋星系（银河系）被观测到一个“怪现象”，银河系靠近星盘边缘的恒星的环绕速度违反了万有引力定律，并不是离中心更近的恒星转速更快，而是它们的速度几乎相同。
　　
　　比万有引力定律计算的速度更快，那就必定对应着更多未发现的质量，如果不修改万有引力定律，那就必须假设存在暗物质，为了补足理论与观测的速度差，假设的暗物质还必须是可见物质5-10倍之多。这就是暗物质假说的来历。
　　
　　回到土星环问题上，1980年之前，土星环各圈的转动周期是按照万有引力定律来预估的，也就是内圈快，外圈慢。
　　
　　因为土星环是细碎的冰块，在望远镜中很难分辨彼此，所以天文学家至今并不知道每一圈环的转动周期。
　　
　　流浪者二号探测器观测到土星的B环上有大量的成片的结构，呈放射状，叫做“轮辐”。这个名字很形象，通俗地说，轮辐就是自行车轱辘的车条。
　　
　　“轮辐”的结构跨越多圈土星环，沿法线（指向土星的垂直）方向分布，它的转动周期很容易辨识，令天文学家惊讶的是，“轮辐”的动力学机制违反了万有引力定律，它结构的外侧没有更慢，而是整体像车条一样具有几乎相同的角速度。
　　
　　“解释力”超强的主流科学家，为了捍卫万有引力定律，想到了一种解释，轮辐不是附着在环上的，而是悬浮在环上。轮辐是内外速度一致的，但它下方的环是内快外慢的。
　　
　　也就是轮辐和它下方的环各转各的，没有一致性，这样解释，就天才地保住了万有引力定律和暗物质假说。
　　
　　谁对谁错呢？实验是检验真理的唯一标准嘛！
　　
　　布劳恩教授的实验方案是，在土星环从外到内的不同圈环的法线方向播撒射频标记点，通过接收射频信号，确定每个圈环的周期和转速。
　　
　　万有引力定律的预言：各个标记点，从内环到外环，周期变长，角速度变慢。
　　
　　尼古拉·特斯拉的引力理论预言：这些从内到外的标记点角速度几乎相同。
　　
　　如果特斯拉是对的，土星环轮辐这一违反万有引力定律的现象将会与银河系外侧恒星的异常表现完全相同。也就是说，如果特斯拉的预言是正确的，就没有必要引入暗物质假说了。
　　
　　更有意思的是，明亮的环会比暗的环转速相对于理论计算更快，这种现象在银河系（以及其他星系）表现为明亮的悬臂中的恒星速度更快，观测结果支持上述预言，原理是明亮悬臂中的恒星受到的环境额外辐射强度更高，所以它的运动速度更快。
　　
　　不同圈层环绕土星转动时，不是经典动力学预言的外慢里快，而是和已经观测到的土星B环的轮辐现象（以及银河系外侧）一样：不同圈环的角速度都相同！
　　
　　土星环这“一片寒冰”就像一个整体的“车轮”同步转动，它们之间像是“固定”着一根根违反万有引力定律的自行车车条！
　　
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　　压章集句诗：
　　
　　霰落初疑集陨珠，宋，赵蕃
　　
　　其间细大竞差殊。宋，陈普
　　
　　机轮转侧谁能辨？宋，释正觉
　　
　　一片寒冰出锻炉。明，朱多炡