第28章:ψ-空心核与引力漂移
物质的空洞之心
常识表明行星核心必定致密,被上覆质量压缩。但Ψhē宇宙学揭示了一个惊人的可能性:坍缩动力学可以创造空心核——坍缩场反转的区域,在世界的心脏创造引力空洞。这些空洞漂移并演化,使行星内部比想象的要奇特得多。
28.1 空心核形成
定义28.1(核心反转): 空心核存在于:
在半径r < R_hollow内。负拉普拉斯算子表示坍缩发散而非收敛。
28.2 空洞化机制
定理28.1(中心空腔): 对于足够的旋转Ω,空腔在以下条件下形成:
离心效应克服中心坍缩。
证明: 旋转坍缩场在中心发展负压。当旋转超过临界值时,这创造一个扩张的空腔,直到压力在R_hollow处平衡。∎
28.3 引力异常
空洞创造意外的场:
定义28.2(内部场): 在空心核内部:
引力从空腔中心的零线性增加。
28.4 核心漂移动力学
空洞不会保持中心:
定理28.2(漂移速度): 空洞以以下速度迁移:
科里奥利力驱动系统位移。
28.5 振荡模式
空洞像钟一样鸣响:
定义28.3(空腔模式): 正常频率:
其中c_s是声速。地震波揭示空洞尺寸。
28.6 磁场后果
空洞影响发电机:
定理28.3(场中断): 磁场在以下位置消失:
空腔不能支持电流,创造磁空洞。
28.7 密度反转
物质在空洞周围重新分布:
定义28.4(壳层致密化): 密度峰值在:
压缩壳层围绕低密度空腔。
28.8 热特征
空洞改变热流:
定理28.4(温度剖面): 在空腔内部:
辐射平衡取代传导。
28.9 稳定条件
并非所有空洞都持续存在:
定义28.5(坍缩阈值): 空腔在以下条件下坍缩:
其中γ是表面张力。小空洞是不稳定的。
28.10 多空洞系统
行星可以容纳多个空洞:
定理28.5(空洞相互作用): 两个空洞在分离度为以下时合并:
创造复杂的内部几何形状。
28.11 可观测预测
空心核留下特征:
- 地震阴影:波无法穿越空腔
- 转动惯量:低于实心球
- 磁极:偏离旋转轴
- 自由振荡:异常频率
- 引力谐波:非标准J₂、J₄系数
每个都暗示内部空洞。
28.12 实现的空心地球
科幻小说想象了空心世界;Ψhē理论使它们成为可能。不是通过幻想,而是通过严格的坍缩动力学——旋转和场相互作用自然地创造巨大的内部空间。行星成为壳层,它们的心脏空洞但有结构,漂移的空洞塑造表面地质和磁场。
宇宙建造的世界不是实心的而是空心的——隐藏在内部的大教堂空间。
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