广义宇宙相对论.doc

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广义宇宙相对论

内 容 提 要

本文对物体（质点）作相对运动（无论低、高速运动）所引起的万有引力、库仑力、核力、电磁波频率等问题进行了探讨，认为物体（质点）在作相对运动的同时，诸如引力子、光量子等各种能量（或信息）载体还在它们之间高速地作相对运动。研究结果表明：相对运动只能引起“力、频率、图像等物理参数”的变化，不会引起质量的变化。该理论体系比牛顿理论体系和爱因斯坦《相对论》理论体系所考虑到的因素均要多。即该理论多考虑到了在相对运动物体之间作高速运动的能量载体的相对运动以及能量载体的速度极限对运动物体各种物理量变化规律的影响。根据这一前提，笔者提出了广义宇宙相对论原理，结合大量有关相对运动实验数据的分析处理，重新归纳出了相对运动引起的万有引力、库仑力、核力、电磁波频率、图像等共同遵循的一条基本自然规律，并且推导出了一系列新公式。同时，解决了精确测量各种元素原子内电子旋转运动瞬时速度及轨道半径的关键性问题；并且，实施了对氢原子、氦离子、氦原子内各层电子运动瞬时速度及轨道半径的精确测量。利用该理论对近100年来人类所做的一切物理实验和天文观测结果能够圆满地定量解释，结论互不矛盾。并且结论完全遵循传统哲学原理。
关键词：相对运动、能量载体、速度极限、力、频率

１、前 言

1905年爱因斯坦在光行差现象、菲索实验和迈克耳逊──莫雷实验等的基础上；抛弃了以太学说和绝对静止参照系的假说。提出了两条狭义相对论的基本原理：相对性原理和光速不变原理。在此基础上，爱因斯坦导出了新的时空坐标变换式──洛仑兹变换式。他在提出狭义相对论之后，发现狭义相对论有一个最大的限制，就是全部理论都限制在惯性参考系中。他为了把相对性原理推广到任意参考系，在1915年提出了广义相对性假说和“等效原理”，创立了广义相对论。
爱因斯坦的《相对论》虽然解决了牛顿理论中的许多困难，却给自己的理论带来了新的问题。其中最大的问题就是“奇点”和与传统哲学原理相悖。
牛顿体系中某些不合理的无限大，说明了牛顿理论在一定条件下就不再适用，相对论中奇点的不可避免，实际上也是《相对论》局限性的一种表现。爱因斯坦本人晚年也是这样来看这些奇点的意义[1]。 几十年来许多有识之士在这方面做了大量的工作，但未能取得根本性突破。
其实，爱因斯坦创立《相对论》理论体系的出发点是完全正确的。他的理论从头到尾都体现了：相对静止物体之间的各种物理量变化规律与相对运动物体之间的各种物理量变化规律是不完全相同的，存在着应该有一个能考虑相对运动之因素的新理论，新公式这样一种新思想。
虽然，爱因斯坦比牛顿多考虑到了一个物体与物体之间的相对运动因素；但是，他仍然忽视了一个重要的相对运动因素──物体在作相对运动的同时，能量（或其它）“载体”还在它们之间高速地作相对运动。即由能量“载体”的相对运动及其速度极限所引起的各种物理量的变化规律问题没有被《相对论》解决。
就因为以上之原因，爱因斯坦推断得出结论：相对运动将引起物体质量的变化。于是，《相对论》中出现了难以想象，难以验证，难以相信，与传统哲学原理相矛盾的许多问题。
想象力固然重要，但实验则更为重要。物理学，实际上是一门实验科学，离开实验为基础所建立的物理学，它不是物理学。在前人工作的基础上，为了提出一个比较系统的物理理论，我收集了近100年来的大量物理实验资料和天文资料。诸如：①在二十世纪初期，匈牙利罗兰德·冯·埃特伏斯等科学家经过二十年的自由落体实验，测得不同的物质具有不同的重力加速度实验[2]；②1975年， 一位英国物理学家用回转器做试验时发现，随着旋转速度的加快，物体的重量逐步失去[3]； ③带电粒子在加速器中被加速的时候，其粒子的最大速度只能趋于光速C， 却不能等于光速C，更不能超过光速C等实验[4]；④奥伯斯佯谬（光度佯谬）[5]；⑤西利格佯谬（引力佯谬）[6]；⑥宇宙背景辐射[7]；⑦水星近日点进动现象[8]； ⑧光线偏折现象[9][10]；⑨天体光谱的红移现象[11]；⑩UFO现象[12]；等实验和天文现象。鉴于存在以上一系列问题，笔者提出了一种新的理论来予以统一解释，并希望将来的实验进一步验证和检验。
2.广义宇宙相对论原理
2.1 基本概念
在宇宙，运动是永恒的，静止是相对的。物体运动的速度极限，取决于其能量“载体”的速度极限。由于客观上存在着相对运动，加之，能量“载体”的传播速度又具有极限，这就造成了物体相对运动与相对静止时各种物理量变化规律有所不同。尚若，能量“载体”的传播速度是无限大的（C─∞）， 则宇宙间（自然界）就不存在相对运动与相对静止时各种物理量的变化规律有什么不同。但是，从宇宙中所观察到的微观物体到宏观物体的实际运动来看，第一，自然界中的“能量载体”不只一种，并且每种能量“载体”的速度极限值不相等；第二，由不同的能量“载体”所驱驶的物体的运动速度极限不同，并且都与能量“载体”的传播速度极限为极限。
物体与物体之间在作相对运动的同时，能量“载体‘还在他们之间高速地作相对运动。即研究同一事件，同时存在由两种或两种以上复杂的相对运动而引起的运动物体的各种物理量变化规律的新理论就是本文的中心论题。
2.2 时空观
研讨物理变化规律，离开了时间和空间都是不可能的，要描述某一物理现象的规律离开了相对的参考系也是无从说起的。广义宇宙相对论依然认为：时间是绝对的时间，永远均匀流逝是客观的，它不以人的主观意志为转移；空间也是绝对的空间，它的存在并不依赖于物体之间的相对运动速度。空间本身与时间本身并无直接的联系，它们之间的联系只有通过研究物体的运动或者事物的发生，发展过程才能建立起来，或者说只有物体在空间里“运动”时才能够将空间与时间联系起来。
2.3 广义宇宙相对论原理
无论宏观世界或微观世界，物体之间只要处于相对静止的时候，他们二者之间所存在的各种物理量（万有引力、库仑力、核力、图像、光波的频率……）都是极大值，随着物体与物体之间的相对运动速度的增加，各物理量均要随之而成比例地减小，当它们之间的相对运动速度达到某个临界值时，各物理量将等于零；相反， 随着物体与物体之间的相对运动速度减小，各物理量均要随之而成比例地增大，当它们之间的相对运动速度趋于零的时候，各物理量都将趋于它们各自的极大值。即广义宇宙相对论原理的数学表达式为：

式中：Gv＝0——表示物体与物体之间处于相对静止时， 某一物理量（如万有引力、库仑力、核力、图像、光波频率……）的极大值；
Gν——表示某一个物理量；由于物体之间以速度ν作相对运动时，客观上所存在着的实有量值；
C——表示物体与物体在作相对运动的同时， 还在他们二者之间作相对运动的能量（或其它）载体的“绝对”极限速度（注：此处C不一定是光速）；
V——表示一个物体与另一个物休的相对运动速度；

x——待定未知数，现在已由实验测出[13][14][15][16][17]。即：

这就证明了爱因斯坦将相对论项用于修正质量随运动的变化
是错误的，而他的修正系数 却是正确的。这就是长期以来《相对论》的错误不易被发现的真正原因，因为一切有关相对论的实验只能检测出相对论修正系数值 的正确与否，却不能直接证明其理论的正确性。
3、宇宙相对论万有引力学
自一六六六年牛顿发现万有引力定律至今，万有引力定律一直未被动摇过。现在，人类已经发现了与万有引力有关的六个重要物理实验和天文观测之谜，传统的引力理论尚不能统一解释。经研究发现：它们均是与相对运动有关，并且，经用广义宇宙相对论原理修正后的万有引力定律能够统一解释它们。
3.1 宇宙相对论万有引力定律
任何两个物质的质点都是相互吸引的，引力的大小与两个质点的质量的乘积成正比，与它们间距离的平方成反比；还与它们间的相对运动速度和引力子的极限传播速度有关，并与引力的大力成 倍关系， 并且不同原子结构的物质的万有引力恒量具有稍微不同的量值。即数学公式为：

式中：F——万有引力，单位：牛顿（N）；
fij——万有引力恒量，表示两种不同物质之间的引力恒量，平均值为：6.6720×10-11 ；
mi、mj——分别为质点i和j的质量，单位：kg；
r——两质点间的距离，单位：米；
V——两质点间的相对运动速度，米/秒；
C——万有引力能量“载体”（引力子）的极限传播速度， 根据天文观测光线偏折角实际反算结果为：
C＝2.9979260421×108米/秒，与光速在99.99995％精度内相同；

3.2 对物理实验和天文观测之谜的统一解释
目前，人类已经发现了与万有引力有关的六个重要物理实验和天文观测之谜，传统的引力理论(包括《广义相对论》)尚不能统一解释。下面采用宇宙相对论万有引力定律对它们进行验算和解释。由于篇幅所限，主要作定性分析，对于定量分析只给出结果，略去整个计算过程。
3.2.1关于对不同原子结构的物质具有稍微不同重力加速度物理实验结果的解释：
不同原子结构的物质具有稍微不同的重力加速度，随着原子序数的递增，各物质在真空中的重力加速度逐渐递减。即轻核原子构成的物质，其重力加速度较大；重核原子构成的物质，其重力加速度较小。对这个实验结果作如下解释：由不同元素所组成的物质(单质或化合物)中，质子、中子、电子数各不相同，在轻核原子中和重核原子中，处于同一电子层(或亚层)的电子，因轻、重核的质子数不同，从而导致同一电子层的电子围绕轻、重原子核的旋转速度不同；并且知道：重核原子中的电子其旋转速度较大，轻核原子中的电子其旋转速度较小。由宇宙相对论万有引力定律计算得知：因重核原子中的电子旋转速度普遍大于轻核原子中同一电子层的电子旋转速度，从而得知轻核原子中的电子所受到的万有引力要大于重核原子中的电子所受到的万有引力；如果忽略物体在真空中整体低速(实验时)运动对万有引力的影响；则知，无论重核或轻核中的质子和中子所受到的万有引力是相等的。于是得出结论：轻核原子所构成的物质的重力加速度比重核原子所构成的物质的重力加速度要稍微大一点。因此，由匈牙利科学家罗兰德.冯.埃特伏斯领导的一个科学家实验小组，通过20年的自由落体实验结果用宇宙相对论万有引力定律完全能够解释。
3.2.2关于对1975年，一位英国物理学家用回转器做试验时发现， 随着旋转速度的加快，物体的重量逐步失去等物理实验现象的解释：
回转器是一种高速旋转的仪器，并且这种仪器是一个质体。根据宇宙相对论万有引力定律可知，当它相对于地球的旋转速度Ｖ逐步加快的时候，其回转器的重量（万有引力）就应该逐步失去；当回转器的旋转速度Ｖ→Ｃ(引力子的传播速度)时，其重量就趋于零；当其旋转速度逐步减小的时候，其重量就逐步恢复。关于这个实验可以重复再做一次进一步验证。
3.3.3关于对恒星光线通过太阳的偏折角的验算和解释
(1) 计算简图：见图1；

1

(2)不考虑恒星光子与太阳的相对运动对其偏折角(θ)的影响，其计算结果为(假设Ｖ＝Ｏ)：
θ＝14'48.12''>>θ实测＝1.76225"(平均值)，
①结果说明，θ值与过去有人用牛顿万有引力定律计算的结果不相符，但笔者反复检查后，断定过去的计算是有误的，过去计算结果为：θ＝0.85"；②相对运动因素的影响是相当大的， 必须考虑相对运动因素对其偏折角的影响。
(3)考虑恒星光子与太阳的相对运动对其偏折角(θ)的影响，其计算结果为：
①引力子的传播极限速度Ｃ值，可以用实测的偏折角θ实测＝1.76225"，用宇宙相对论万有引力定律反推算出来。已知光速Ｃ＝2.99792458×108米/秒，太阳绕银心的公转速度Ｖ太＝2.5×105米/秒[17]，经计算星恒光子相对于太阳的运动速度Ｖ＝2.997926042×108米/秒，并参考计算简图，经数学推导(要用到微分方程和二重积分得)：

如果要求计算精度为1×10-8，则只需考虑到光子在时间t＝245.063 秒内所产生的偏折的累积就行了。将已知的θ、v、t代入方程， 即得到引力子的传播速度Ｃ＝2.997926042×108米/秒，在99.99995％的精度内与光速相同。 此结果证明了过去人们对引力子的传播速度的预言。
②如果，已知引力子的传播速度Ｃ=2.9979260421×108米 /秒，v＝2.9979260421×108米/秒，t＝245.063秒，则可按上述方程计算偏折角(θ)， 结果为θ＝1.76225"。若认为引力子的传播速度要比光速2.99792458×108米/秒大得多的话，爱丁顿等人所测得的光线偏折角(θ)就不对，应该比1.76225"要大才行。但是，目前已经重测过几次，结果均在1.76"左右。所以， 认为引力子的传播速度与光速在99.99995％的精度内同值，现在还是有依据的。
3.3.4关于对水星近日点的多余进动的验算和解释：
随着观测技术的发展，以牛顿万有引力定律为基础的大行星运动理论逐步暴露出一些不足之处，在实际观测值与理论值之间出现系统偏差,其中最突出的是水星近日点的多余进动43"。
天文学家纽康为统一解释太阳系内几颗内行星的实际运动(多余进动值)，根据实际观测资料，求出了引力应与距离的2+1.574×10-7次方成反比[7]。 但根据宇宙相对论万有引力定律可知，引力仍然是与距离的2次方成反比的。因此，可以断定， 其中万有引力按Ｒ减小的原因，就只有两个。第一个原因，是行星与太阳、 行星与行星之间的相对运动引起它们万有引力的减小；第二个原因，是太阳辐射能量所造成的质量连续损失引起万有引力的减小(根据实验实测资料计算得出， 已发现的最小微粒──光子的质量为6.8668784×10-38千克，电子质量是光子质量的13265903倍，光子质量并不是无穷小)。
经研究计算得出：当计入太阳与水星的相对运动，以及水星与其它几颗内行星的相对运动对水星多余进动的贡献值之后，再计入太阳辐射能量所造成的连续质量损失对水星进动的贡献值时，基本上就能够解释水星的多余进动值──43"。
3.3.5关于对引力佯谬(西利格佯谬)的解释：
宇宙是有限的还是无限的，欧几里德则认为宇宙是无限的。总的说来，欧几里德的观点曾长期地为多数人所接受。[18]
光度学平方反比定律和牛顿万有引力定律问世之后，宇宙无限论遇到了两个非难。其中之一，就是1894年，西利格(Ｓeeliger) 指出的：“如果宇宙是无限的，那么引力场就应当是无限强大”。实际测量又不是无限强大，这就是引力佯谬。根据宇宙相对论万有引力定律公式：

可知：当行星与另一行星的相对运动速度Ｖ(t)趋于2.9979260421×108米/秒(引力子的传播速度Ｃ)时，万有引力Ｆ→Ｏ；当Ｖ(t)＝2.9979260421×108米/秒时，万有引力Ｆ＝Ｏ。
研究结果表明：由于行星在自转，行星围绕太阳又在公转，太阳系围绕银河系中心又在公转，………，依次类推下去，并可建立起行星相对于有限远处另一行星的相对运动速度Ｖ(t)的函数表达式(一般情况下，Ｖ(t) 是一个空间问题：对于特殊情况下，可以简化为平面问题来讨论，经数学推导已经得出Ｖ(t)的数学表达通式)。经用电子计算机运算结果表明，当公转角速度叠加Ｎ次之后，相对运动速度Ｖ( t)之值，并可超过引力子的传播速度2.9979260421×108米/秒(参见笔者撰写的《论天体运动的动力学原理》一文)。因此， 用宇宙相对论万有引力定律完全解决了引力佯谬的困难。
3.3.6关于对宇宙相对论万有引力定律Ｆ＝

当r→Ｏ时， 引力是否会趋于无穷大(Ｆ→∞)的解释：
不探讨原子核更深层的“基本”粒子的运动状态，以及无论“基本”粒子的无限可分性的存在与否，只从公式：

上看，则当r→Ｏ时，会得到Ｆ→∞的结论。但是， 如果结合宇宙相对论原子核物理学的有关定律，即可断定，当v→Ｏ时，引力(Ｆ)是不会趋于无穷大的。 理由有两点：
①在原子核内部，越是更深层的结构，其“基本”粒子围绕中心(质点)的旋转速度就越大。事实上，当r→Ｏ时， 已经使得其“基本”粒子的相对运动速度Ｖ>Ｃ(引力子的传播速度)了。根据公式得到Ｆ＝Ｏ。
②由于物质的无限可分性，也许“基本”粒子分到一定程度后，万有引力根本不会再存在。退一步说，即使无限分小的微粒均存在万有引力，当r→Ｏ时， 必然也会使得微粒的质量m→Ｏ，否则，就不会有r→Ｏ。事实上，根据已知的原子核内部结构，由电子质量的数量级与其到原子核中心的距离的数量级的比较，可以断定，微粒的质量m较距离r为高阶无穷小，即微粒的质量m收敛永远大于距离r收敛的速率。即:

4.宇宙相对论电动力学
自一七八五年库仑发现库仑定律至今，它一直未被动摇过。现在，人类已经发现了与库仑力有关的几个重要物理实验，传统的库仑理论尚不能统一解释。经研究发现：它们均是与相对运动有关，并且，经用广义宇宙相对论原理修正后的库仑定律能够统一解释它们。同时，修正后的宇宙相对论库仑定律还是建立精确的物质结构理论－－《宇宙相对论量子力学》的基础。
4.1 宇宙相对论库仑定律
任何两个点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比，还与两个点电荷间的相对运动速度及电场能量载体（光量子）的极限传播速度有关，并与库仑力的大小成 倍关系， 作用力的方向在它们的连线上。其数学公式为：

式中：
F——电场力，单位：牛顿（N）；
k——静电力恒量，k＝8.991805×109牛·米2/库2;
ε——电介常数；
q1、q2——点电荷，单位：库（C）；
r——两点电荷间的距离，单位：米；
v——两点电荷间的相对运动速度，单位：米/秒；
C——光速，2.99794258×108米/秒；

4.2推论一：电场力－－电场对其中的任何运动电荷都要施以电场力,其数学公式为：

式中：F——电场力，牛顿(N)；
E——电场强度，牛/库；
q——运动电荷，库；
C——2.99792458×108米/秒
v——电荷q相对于电场源的相对运动速度，米/秒;

上式表明:恒电场施给运动电荷q的电场力不是一个恒定力，而是一个随电荷q的相对运动速度v→C时，电场力F→0的变力。
4.3 推论二：磁场对通电运动导线的作用力，其数学公式为：

式中：F——磁场力，牛顿(N)；
B——磁场强度，特斯拉；
I——电流强度，安培；
L——通电导体在磁场中的长度，米；
θ——为I与B方向间的夹角；
C——2.99792458×108米/秒

4.4 推论三：洛仑兹力－－磁场对运动电荷的作用力，其数学公式为：

式中：F——洛仑兹力，牛顿（N）；
B——磁场强度，特斯拉；
q——点电荷，库仑；
v——运动电荷(带电粒子)与磁场源的相对运动速度,米/秒；
θ——为v与B方向间的夹角；
C——2.99792458×108米/秒；

4.5 对物理实验之谜的统一解释
4.5.1关于对在高能加速器电场中带电粒子(如电子、质子) 被加速到的最大速度不能超过光速之问题的解释：
实验已经证明:在高能加速器(直线加速器和回旋加速器 )电场中，带电粒子(电子、质子)被加速的时候，其粒子的最大速度只能趋近于光速Ｃ,却不能等于光速Ｃ,更不能超过光速Ｃ。根据宇宙相对论库仑定律推论一可知，因为当带电粒子之速度Ｖ→Ｃ的时候，它所受到的电场力Ｆ→Ｏ，故此时，它的加速度a＝Ｆ/m→Ｏ，既然其加速度a→Ｏ，故其速度随时间变化的增量△Ｖ→Ｏ。带电粒子的质量根本不会随Ｖ→Ｃ而变成无穷大。过去在实验中，通过测量电子的荷质比来确定电子的质量，发现其质量的大小与速度有关，其实这个结论是错误的。实验数据本身无错，但是，在处理实验数据的时候，忽视了仪嚣所记录的频率( f)已经计入了相对运动引起的频率减小因素( 或已经计入了相对运动引起电场力的减小因素)；从而造成了计算错误。电子荷质比的正确计算公式应为(邓宁顿法)：

4.5.2 关于对被加速的带电粒子在匀强磁场中做园周远动的轨道半径和周期的讨论：
根据在匀强磁场中运动着的带电粒子所受到的洛仑兹力为Ｆ＝ ,这洛仑兹力就是维持园周运动的向心力

故，其轨道半径为：

上式表明，在匀强磁场中做匀速园周运动的带电粒子，它运动的轨道半径跟粒子的运动速度成正比，并且当Ｖ→Ｃ时，Ｒ→∞。即粒子的运动速度趋于光速时，粒子的运动轨道就趋于直线(或就是直线)。这一点已克服了传统理论中的困难。传统的理论认为：带电粒子在洛仑兹力的作用下轨道半径与其运动速度成正比，加之粒子的运动速度不会超过光速；因此，半径Ｒ就不会为无限大，即带电粒子就不会成螺旋线运动，更不会成直线运动。这一点与实验是相矛盾的。实验已经证明：①带电粒子的运动轨道是随其运动速度的加快，半径逐步成螺旋线加大的；②当粒子的相对运动速度Ｖ→Ｃ时，其粒子将脱离园周运动，而成为直线运动。所以，只有考虑到宇宙相对论之后，方能圆满地解释其实验结果。
带电粒子做园周运动的周期为

可见与传统的看法不一样，带电粒子在匀强磁场中做园周运动的周期，跟轨道半径和运动速度是有关的。随着粒子运动速度的增加，其园周运动的周期也随着增大，当Ｖ→Ｃ时，其周期Ｔ→∞，即这时，粒子成直线运动。
其它一些电动力学问题留给专业书去论述。总之，广义宇宙相对论原理引入电动力学之后，包括麦克斯韦方程在内的经典电动力学定律中的一些严重困难已经迎刃而解了。
5、宇宙相对论电磁波谱学
人类对磁现象的认识亦有悠久的历史。经过法拉弟、麦克斯韦、伦琴、J.J.汤姆逊、卢瑟福、维拉德等科学家的工作，确认了：热辐射、电磁波、光波、x 射线、r射线都是电磁波，只是频率不同。然而，热的本质是什么？这个问题， 又是人类最早接触到，也是人类最后弄清楚的一个问题，热的本质不是分子的运动，而是电磁波。这一结论为电磁波的家族又添了一个新成员，并实现了自然科学的又一次大综合，这一点将在“宇宙相对论量子力学”中讨论、证明。
5.1 宇宙相对论电磁波频率定律
质点发射电磁波的频率大小，与电磁波能量载体──光子相对静止时的极限传播速度c有关，与观测者的相对运动速度有关，并与电磁波的频率 成 倍关系；与质点所处的能量状态及施给其外力的强度有关，并成正相关关系，即数学表达式为：

式中：
γ─质点以速度v相对于观测者运动时，其发出的电磁波的频率，单位：赫兹；
γ0─质点与观测者相对静止时，其发出的电磁波的频率，单位：赫兹；
v─质点（如电子等）相对于观测者的运动速度，米/秒；
C─光速，2.99792458×108米/秒；

5.2 推论一：氢原子光谱电磁波频率公式：

推论二：氦原子（或氦离子）光谱电磁波频率公式；

式中：
γ——电子发射电磁波的频率，赫兹；
me——电子质量，9.109558×10-31千克；
e——电子电荷，1.6021917×10-19库；
h——普朗克常数，6.62616×10-34焦·秒；
R——里德伯常数，1.09737177×105厘米-1；
v——电子与观测者的相对运动速度，米/秒；
z——元素原子序数，1，2，3，……

C——光2.99792458×108米/秒；

5.3 宇宙相对论里德伯常数定律
由于电子围绕原子核在作相对运动，所测得的里德伯常数与里德伯常数的理论值有一差值，这一差值可用宇宙相对论项来修正。并据此，可以测算出电子的瞬时运动速度之值。这一定律叫做宇宙相对论里德伯常数定律（为纪念科学家里德伯先生而命名）,其数学表达式（公式一）为：

式中：
V——电子围绕原子核的旋转运动瞬时速度，米/秒；
R实——里德伯常数的实测计算值，厘米-1
R理——里德伯常数的准确值，1.09737177×105厘米-1；
C——光速，2.99792458×108米/秒
推论：宇宙相对论里德伯常数定律（公式二）（原子内电子运动轨道半径的实测计算公式）：

R=28.24382479×10-16

式中：R——电子围绕原子核运动的轨道半径，米；
R实——里德伯常数的实测计算值；厘米-1
Z——原子序数，1，2，3，……
注：（公式二）适用于Z＜20的元素；其它元素，由宇宙相对论量子力学定律推导出精确计算公式，以确保测量精度。

6.氢原子内电子的运动速度和轨道半径的实测
6.1 电磁波能量“载体”──光子质量的实验测定
6.1.1 光量子概念的形成
为解释黑体辐射问题，普朗克借助维恩位移定律断定，不同频率振子的能量单元不具有同样的大小，它们的大小是和频率γ成比例的，其比例常数为h 称之为“作用基元量子”，或称为“作用量子”，我们称为普朗克常数。这时，能量子ε， 即振子各能级的差就可表示成：ε＝hγ
这就是著名的普朗克关系式。他于1900年12月14日，在德国物理学会的会议上公布了他这个与经典观念极不一致的结果，终于打破了认为“自然无飞跃”的古老观念，开创了物理学的又一个新时代──量子论时代。
普朗克已经敲开了量子世界的大门，他完全可以大胆地闯进门去，摘取更多丰硕的果实。他不仅可以利用量子概念解释黑体辐射现象，而且还可以进一步把这个概念用到其他的研究领域，解释更多经典理论难以解释的事实，预言更多的新现象。可惜的是普朗克犹豫了，他只是把量子概念看成是解决黑体辐射问题的一个形式上的假说，也就是说，他当时并没有了解量子概念具有的更深远的物理意义。
1905年，就在普朗克犹豫徘徊，而当时大多数物理学家对他的量子假说不以为然的时候，爱因斯坦却在德国权威的《物理学年鉴》杂志上发表了一篇题为关于光的产生和转化的一个启发性观点的论文，当时他不过是一个名不见经传的伯尔尼专利局的三级技术员。他在这篇论文中明确地提出了光量子的概念，不仅成功地解释了包括光电效应在内的一系列有关光的产生和转化的问题，从而大大地推广了普朗克量子概念的应用范围，而且暗示着光既有波动性，又有粒子性。[21]
6.1.2 对每一份光量子(hr)内所含光子个数及质量的研究
传统的理论认为：电磁波的一份光量子(hr)内只含有一个光子，不能将一份光量子(hr)再分割为 hr， hr，这就必定得出每一个光子的质量是不相等的结论。因此，光子的质量为：hr／C2。但是，这一结论是有问题的。 每一份光量子(hr)里不只含一个光子，应是多个光子，而只能认为每一个光子具有相等的质量才符合逻辑。
6.1.3光子质量的实验测定
①理论公式：
光子是一种微粒，它具有质量，它在运动。因此，它有动能E＝ mC2；另外，光的动能还可以用另一种形式表示，即E＝hr。故：
mC2＝hr
即；m＝ (千克)
式中：
m──表示一份光子hr内含有的质量，千克；
γ──光波频率，赫兹；
λ──光波的波长，米；
c──光速，2.99792458×108米／秒；
h──普朗克常数，6.62616×10-34焦.秒；
②实测资料：
氢光谱实测资料：用充氢的放电管放出来的光拍成片子叫氢原子光谱。[4]氢原子的巴尔末线系，如图2，表1所示。

表1
Å

③光量子质量的计算,并进行数据处理,推导出单个光子的质量
用公式m＝ （千克)，列表计算如下，见表2。

表2
序号
颜色
实测入
Å
一份光量子(hr)的质量
千克
hr含光子个数
光子质量
实测数
理论数
mγ 千克
1
红
6562.1
68.668784×10-38
10
10
6.8668784×10-38
2
绿
4860.74
92.704286×10-38
13.5
13
6.8668784×10-38
3
兰
4340
103.8251262×10-38
15.119
15
6.8668784×10-38
4
紫
4101.2
109.8730689×10-38
16
16
6.8668784×10-38
5
紫外1
3860.059
116.7369328×10-38
17
17
6.8668784×10-38
6
紫外2
3645.81
123.597069×10-38
17.999
18
6.8668784×10-38

以上计算结果表明，氢光谱──电磁波每一份光量子(hr)中所含的光子个数不只一个，单个光子的质量是6.8668784×10-38千克，并且每一份hr内所含有的总质量数均是6.8668784×10-38千克的整数倍。(实测氢光谱频率需经宇宙相对论电磁波频率定律修正).
④光子质量与电子质量的倍比关系：
已知电子的质量me＝9.109534×10-31千克；光子的质量mγ＝6.8668784×10-38千克；故

即一个电子(me)的质量是一个光子(mr)质量的13265903倍。
6.1.4红、橙、黄、绿、青、兰、紫七种纯颜色的本质及差别：
经进一步研究证明:每一种纯颜色一份hr内含有的光子个数成等差数列排列。见表3。

表3

颜 色
红
橙
黄
绿
青
兰
紫
波长(Å)
6562.1
5965.55
5468.42
5047.77
4687.21
4374.73
4101.2
光子个数
10
11
12
13
14
15
16

6.2氢原子内电子的运动瞬时速度的实测计算
6.2.1根据氢光谱实验实测的波长λ0，经公式

由此公式计算出里德伯常数(R)的实测值，见表4。

6.2.2根据宇宙相对论里德伯常数定律（公式一）：v＝C
计算电子的运动瞬时速度。
根据氢光谱实测资料，用上列公式列表计算氢原子中电子发射红、绿、兰、紫，……电磁波时，其电子的瞬时运动速度值(忽略自旋的影响，在一般要求内， 精度已足够)，见表4。
氢原子内电子运动瞬时速度的实测计算值

6.2.3氢原子内电子的运动轨道半径的实测计算
为了验证“宇宙相对论里德伯常数定律”的正确性，下面将用该实测计算得出的氢原子内电子的速度来推算电子运动的轨道半径──氢原子的真半径，并与过去实测的氢原子半径──假半径[19](即氢原子核间距离的一半)32×10-12米进行比较。
在一个氢分子内，为简化计算，取出一个氢原子为脱离体(经研究：当V＝3000─299792.458千米／秒时，精度能满足一般要求，在这种情况条件下，可以忽略另一原子的影响)。经推导证明得：

氢原子内电子运动的轨道半径公式：
将X、C、K、Z、e、me、R理(符号意义同前)，代入上式得：

R＝253.3842838 Z ,将v=C 代入后得（公式二）：

R=28.24382479×10-16

用上式列表计算半径R值,见表5。
氢原子内电子轨道半径实测计算表 表5
-12

用此结果与过去实测氢原子核间距离的一半32×10-12米进行比较、分析，可以断定，根据实测光谱数据用宇宙相对论里德伯常数定律所计算出的电子运动的瞬时速度和轨道半径是完全精确的。这标志着爱因斯坦与玻尔关于对“测不准原理”长期争论的结束，爱因斯坦的决定论观点取得了根本性的胜利。
6.2.4氢原子结构内电子的运动规律
经用实测数据计算结果表明，氢分子结构的原子、电子有如下运动规律(见图3) 氢分子（H2）示意图 图3

6.2.4.1电子围绕原子核运动，有一个大周期，内含有三个小周期。 每一个小周期内，就有一个吸、放电磁波的过程；每一个大周期内，就有三个不相同的吸、放电磁波的过程。无论氢分子在多长时间以内，它吸、放电磁波均是重复上述过程。在每个周期内，电子将释放6次电磁波，它们是红、绿、兰、紫、紫外1、紫外2。 其中每一次释放出的光子个数是10、13、15、16、17、18。第一个小周期：电子释放出红、绿电磁波，其光子个数为：10、13共计23个；第二个小周期：电子释放出：兰、紫电磁波，其光子个数分别为：15、16，共计31个；第三个小周期：电子释放出紫外1、紫外2电磁波，其光子个数分别为17、18，共计35个。第二小周期比第一小周期多释放出8个光子； 第三小周期又比第二小周期多释放出4个光子。
6.2.4.2电子释放红、绿、兰、紫、紫外1、紫外2电磁波时，它所处的位置， 运动速度不同。每一个小周期内，电子发射两次电磁波。电子发射电磁波时，在一个位置上的运动速度较快，而在另一个位置上则较慢，即电子时而加快，时而又减慢；电子时而靠近原子核，进而又远离原子核，电子围绕原子核的旋转运动半径R 成周期性的变化；同时，电子旋转运动速度的大小也成周期性的变化。
6.2.4.3根据实测数据计算表明，电子发射电磁波时，其旋转运动速度减慢； 电子吸收到电磁波时，其旋转运动速度就加快。因此，可以断定，电子作减速运动时，就发射电磁波(发射光子)；电子吸收到电磁波(光子)时，电子就作加速运动。
6.2.4.4氢分子是由两个氢原子结合而成的， 将两个氢原子的上述变化规律以及物体的热胀、冷缩规律结合起来分析研究，并可以得到如下结论：物体吸收电磁波(热的本质仍是电磁波)时，原子核与原子核的间距扩大，物体膨胀， 其电子围绕原子核的旋转运动半径减小(即原子的真半径减小)，电子作加速运动；物体释放电磁波时(释放出热量)，原子核与原子核的间距缩小，电子作减速运动。这一规律是根据实测数据的处理而得出的。其运动变化动力的来源将在《宇宙相对论量子力学》中讨论，这一经验规律，对于创立《宇宙相对论量子力学》具有十分重要的意义。
6.2.5宇宙相对论光照度定律
点光源在元面积上所产生的光照度与光源的发光强度I成正比， 跟点光源与受照体的相对运动速度(V)有关，并成反比(遵循广义宇宙相对论原理). 其数学表达式为：
A＝