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ECT理论-牛顿引力理论

返回 在牛顿引力场中,粒子运动的拉格朗日量为:

其中 —粒子速度, —牛顿引力势 粒子运动方程由最小作用量原理决定:

因此有:即:,这是牛顿引力场中的粒子运动方程。 考虑在牛顿引力场中无压理想流体的运动,则拉格朗日量变为:

其中: —流体质量密度, —体积元。 牛顿引力场本身的拉格朗日量为:

同时考虑引力场和无压理想流体,其总拉格朗日量为:

为了得到引力场的运动方程,只对取变分我们有:

,其中-包围体积V的边界

因此有引力场运动方程 。 这样,我们有包含引力场和无压理想流体的总拉格朗日密度为:

按照分析力学原理,我们有守恒量---哈密顿量(其中:)为:

其中代表理想流体引力场的相互作用能,可以将它归为理想流体能量,也可以把它归为引力场的能量,我们现在把它归为引力场的能量,这时需要从引力场运动方程解出:,代入上式得:

其中: 为包围体积V边界。体积V是全空间。 一般我们考虑有限区域的理想流体引力场的情况,这时边界是无限远处,无限远处的边界条件是 ,其积 ,因此 .考虑到有限区域的理想流体和引力场以及边界条件,我们有:

在分析力学中我们称哈密顿量能量,因此又可写为:

哈密顿量是守恒量即 也即 。 从上面的结果我们看到: 代表理想流体的动能密度代表引力能密度 ,这时我们看到总能量密度,引力能贡献的是负能。当然,如果将相互作用能归为理想流体的能量,则引力能贡献的是正能,数值仍然是返回

ect理论, 牛顿引力理论, 本條目存在以下問題, 請協助改善本條目或在討論頁針對議題發表看法, 建議将此條目或章節併入愛因斯坦, 嘉當理論, 討論, 此條目没有列出任何参考或来源, 2011年7月4日, 維基百科所有的內容都應該可供查證, 请协助補充可靠来源以改善这篇条目, 无法查证的內容可能會因為異議提出而被移除, 沒有或很少條目链入本條目, 2016年12月17日, 請根据格式指引, 在其他相關條目加入本條目的內部連結, 來建構維基百科內部網絡, 返回, 在牛顿引力场中, 粒子运动的拉格朗日量为, displ. 本條目存在以下問題 請協助改善本條目或在討論頁針對議題發表看法 建議将此條目或章節併入愛因斯坦 嘉當理論 討論 此條目没有列出任何参考或来源 2011年7月4日 維基百科所有的內容都應該可供查證 请协助補充可靠来源以改善这篇条目 无法查证的內容可能會因為異議提出而被移除 沒有或很少條目链入本條目 2016年12月17日 請根据格式指引 在其他相關條目加入本條目的內部連結 來建構維基百科內部網絡 返回 在牛顿引力场中 粒子运动的拉格朗日量为 L 1 2 m v v m f x displaystyle L frac 1 2 m vec v cdot vec v m varphi vec x 其中 v displaystyle vec v 粒子速度 f x displaystyle varphi vec x 牛顿引力势 粒子运动方程由最小作用量原理d S t 1 t 2 d L d t 0 displaystyle delta S int limits t1 t2 delta L dt 0 决定 0 d S t 1 t 2 d L d t displaystyle 0 delta S int limits t1 t2 delta L dt t 1 t 2 d 1 2 m v v m f x d t displaystyle int limits t1 t2 delta left frac 1 2 m vec v cdot vec v m varphi vec x right dt t 1 t 2 m v d v m d f x d t displaystyle int limits t1 t2 left m vec v cdot delta vec v m delta varphi vec x right dt t 1 t 2 m v d d x d t m f x d x d t displaystyle int limits t1 t2 left m vec v cdot frac d delta vec x dt m nabla varphi vec x cdot delta vec x right dt m v d x t 1 t 2 t 1 t 2 m d v d t d x m f x d x d t displaystyle m vec v cdot delta vec x t1 t2 int limits t1 t2 left m frac d vec v dt cdot delta vec x m nabla varphi vec x cdot delta vec x right dt t 1 t 2 m d v d t m f x d x d t displaystyle int limits t1 t2 left m frac d vec v dt m nabla varphi vec x right cdot delta vec x dt 因此有 m d v d t m f x 0 displaystyle m frac d vec v dt m nabla varphi vec x 0 即 a f x displaystyle vec a nabla varphi vec x 这是牛顿引力场中的粒子运动方程 考虑在牛顿引力场中无压理想流体的运动 则拉格朗日量变为 L 1 2 r v v r f x d V displaystyle L int left frac 1 2 rho vec v cdot vec v rho varphi vec x right dV 其中 r displaystyle rho 流体质量密度 d V displaystyle dV 体积元 牛顿引力场本身的拉格朗日量为 L g 1 8 p G f f d V displaystyle L g int left frac 1 8 pi G nabla varphi cdot nabla varphi right dV 同时考虑引力场和无压理想流体 其总拉格朗日量为 L 1 2 r v v r f x 1 8 p G f f d V displaystyle L int left frac 1 2 rho vec v cdot vec v rho varphi vec x frac 1 8 pi G nabla varphi cdot nabla varphi right dV 为了得到引力场的运动方程 只对f x displaystyle varphi vec x 取变分我们有 0 d S t 1 t 2 d L d t displaystyle 0 delta S int limits t1 t2 delta Ldt t 1 t 2 d 1 2 r v v r f x 1 8 p G f f d V d t displaystyle int limits t1 t2 delta int left frac 1 2 rho vec v cdot vec v rho varphi vec x frac 1 8 pi G nabla varphi cdot nabla varphi right dV dt t 1 t 2 r d f x 1 4 p G f d f d V d t displaystyle int limits t1 t2 int left rho delta varphi vec x frac 1 4 pi G nabla varphi cdot delta nabla varphi right dV dt t 1 t 2 r d f x 1 4 p G f d f d V d t displaystyle int limits t1 t2 int left rho delta varphi vec x frac 1 4 pi G nabla varphi cdot nabla delta varphi right dV dt t 1 t 2 r d f x 1 4 p G d f f d f 2 f d V d t displaystyle int limits t1 t2 int left rho delta varphi vec x frac 1 4 pi G nabla cdot delta varphi nabla varphi delta varphi nabla 2 varphi right dV dt t 1 t 2 S 1 4 p G d f f d 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2 f 1 8 p G f f d V 1 2 r v v 1 4 p G f f 1 4 p G f f 1 8 p G f f d V displaystyle begin aligned amp H int left frac 1 2 rho vec v cdot vec v frac 1 4 pi G varphi nabla 2 varphi frac 1 8 pi G nabla varphi cdot nabla varphi right dV amp int left frac 1 2 rho vec v cdot vec v frac 1 4 pi G nabla varphi nabla varphi frac 1 4 pi G nabla varphi cdot nabla varphi frac 1 8 pi G nabla varphi cdot nabla varphi right dV end aligned 1 2 r v v 1 8 p G f f d V 1 4 p G S f f d S displaystyle int left frac 1 2 rho vec v cdot vec v frac 1 8 pi G nabla varphi cdot nabla varphi right dV frac 1 4 pi G int limits Sigma varphi nabla varphi cdot d vec S 其中 S displaystyle Sigma 为包围体积V边界 体积V是全空间 一般我们考虑有限区域的理想流体和引力场的情况 这时边界是无限远处 无限远处的边界条件是 f f O 1 r 3 displaystyle varphi nabla varphi to O frac 1 r 3 d S O r 2 displaystyle d vec S to O r 2 其积f f d S O 1 r displaystyle varphi nabla varphi cdot d vec S to O frac 1 r 因此 S f f d S 0 displaystyle int limits Sigma varphi nabla varphi cdot d vec S 0 考虑到有限区域的理想流体和引力场以及边界条件 我们有 H 1 2 r v v 1 8 p G f f d V displaystyle H int left frac 1 2 rho vec v cdot vec v frac 1 8 pi G nabla varphi cdot nabla varphi right dV 在分析力学中我们称哈密顿量为能量 因此又可写为 E 1 2 r v v 1 8 p G f f d V displaystyle E int left frac 1 2 rho vec v cdot vec v frac 1 8 pi G nabla varphi cdot nabla varphi right dV 哈密顿量是守恒量即d H d t 0 displaystyle frac dH dt 0 也即d E d t 0 displaystyle frac dE dt 0 从上面的结果我们看到 1 2 r v v displaystyle frac 1 2 rho vec v cdot vec v 代表理想流体的动能密度T m displaystyle T m 1 8 p G f f displaystyle frac 1 8 pi G nabla varphi cdot nabla varphi 代表引力能密度T g displaystyle T g 这时我们看到总能量密度是 e T m T g displaystyle varepsilon T m T g 引力能贡献的是负能 当然 如果将相互作用能归为理想流体的能量 则引力能贡献的是正能 数值仍然是T g displaystyle T g 返回 取自 https zh wikipedia org w index php title ECT理论 牛顿引力理论 amp oldid 59637568, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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