“光速不变原理”和“愚蠢的人看不见新衣原理”都属于无法验证的真理,相对论是真伪在于“光速不变原理”是否是科学理论。
迈克尔逊莫雷实验结果不能证明光速不变原理,迈克斯韦方程组不能证明光速不变原理,相对论完全是一个毫无根据的理论。
迈克尔逊莫雷实验有人说是用太阳光作为光源,也有人说是用钠灯作为光源,而这些光源能发生干涉现象吗?这些都不是单一频率的光源属于不相干光源。
即使迈克尔逊莫雷实验使用的是相干光源,光具有波动性,波的传播速度只与介质的温度密度等物理状态有关,与介质的运动速度无关。迈克尔逊莫雷实验测试到的光速是光在实验装置周围空气中的传播速度,这个传播速度是由实验装置周围的空气状态决定的,只是光在相同状态的空气中传播,以其通过的空气为参照系的速度不变而已,引申到任何参照系是无根据的。
即使迈克尔逊莫雷实验使用单一频率的相干光源,当这束光分开后,是会产生多普勒效应的,分开后的两束光的频率会发生改变,变成两束不同频率的光线,合并后这两束不同频率的光线,必定会产生的干涉现象,但不同频率的波产生的干涉现象是杂乱不明显的。
在迈克斯韦方程组中,电磁波是需要传播介质的,物理学中计算运动速度时有默认的参照系,波的传播速度默认以传播介质为参照系。声音在标准大气中传播速度345米/秒,同样存在一个默认的参照系,第一宇宙速度也有默认的参照系,第二宇宙速度、第三宇宙速度等等,只要是物理学上的速度都有默认的参照系,不要认为没有标明参照系的速度就是相对于任何参照系的速度。
在搜狗百科“光速不变性”中,明确指出:“光速不变原理,不是由“联立求解麦克斯韦方程组得到的”,这一点可以在《论动体的电动力学》和《普通物理学1》中看到,这个原理是假设,并至今未被证明”。
1、光是否在真空中速度也是0?因为十九世纪,人们以为太空是真空,所以认为光在真空中需要特别介质,而今天我们知道太空中充满稀薄气体,完全可以充当光介质,而不需要以太。
2、声音有类似性质,是否存在声速相对论?
3、既然假定的条件是真空,那么相对论就只能在真空中适用,而我们现在,没有相对论的适用条件。
以上三条复制于搜狗百科“光速不变性”,这是官方对相对论的态度,官方是公开质疑相对论,质疑相对论不是民科的专利。这些反对质疑相对论的人,其本质是反对科学的,反对质疑相对论的人害怕科学继续进步,他们只想保持科学现状。道高一尺魔高一丈,那些思想保守的,跟不上时代需要的所谓“正统”,不懂水涨船高的道理,等待他们的只有被科学发展的车轮碾压。
爱因斯坦的理论其实大多都被验证过了,是非常坚实的主流科学理论,并且也被运用到了实际上当中,就拿GPS来说,如果是用牛顿的理论,你可能会开到河里去,误差极其大,而用狭义相对论就可以克服不够精准的问题。那都有哪些实验证明了爱因斯坦的理论呢?
我们可以来详细说一说,首先,爱因斯坦的相对论理论主要分为狭义相对论和广义相对论。两者是有比较大的差别的,因此相关的验证试验其实也是用的不同的办法。我们来想说一说狭义相对论的验证,然后再说广义相对论的验证。
狭义相对论
狭义相对论的核心是同时性的相对性,说的是两个事件,在一个参考系下看是同时发生的,那么在其他的参考下就可能不是同时发生的,事件的时空本身是相对的。这是牛顿完全不同的时空观。其中狭义相对论还指出,相对于惯性参考系告诉运动的物体,时间会发生膨胀,尺寸会变短。具体的实验,其实是μ子实验。
μ子是不稳定的基本粒子,会通过弱相互作用发生衰变,最常见的衰变路线是这样的:
会衰变成一个电子、一个反电中微子和一个μ中微子。
一坨μ子通常状态下,2.2微秒就会有一半发生衰变,这个2.2微秒也就被称为μ子的半衰期。。按照狭义相对论的说法,如果产生的μ子可以接近光速,那因为时间膨胀作用的影响下,μ子的衰变时间会边长,也就是半衰期边长。于是,科学家做了一个类似的实验,确实证明了μ子在接近光速时,会有时间膨胀的效应,并且和理论值惊人的匹配。这就证明了爱因斯坦的狭义相对论。
广义相对论
至于广义相对论的验证过程,其实很早之前就做成了。不过在这个做实验之前,我们要先一说广义相对论到底是什么?说白了,就是研究物质之间的引力作用。牛顿的是时空观是机械的,认为时间和空间是分离的,并且是平直的。
而引力的作用是超距作用,瞬间就能完成传递,如果你要问牛顿这是为什么?其实他也答不上来,所以曾经有一度,牛顿对于这个问题是这样回答:把这个问题交给以后的人来解决吧。
果然,爱因斯坦就解决了这个问题,他认为时空并不是分离的,而是一对物理量,也不是平直的。而引力作用的本质其实是时空的弯曲。
地球之所以绕着太阳转,是因为太阳压弯了周围的时空,而地球其实是遵循着牛顿第一运动定律,即:
任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。
沿着测地线运动,只是在三维时空中的匀速直线运动,投影到二维当中其实就是类圆周运动,所以,我们看到的地球是类圆周运动。
那如何验证爱因斯坦的广义相对论呢?
其实,在引力很小,速度很慢的情况下,爱因斯坦的相对论和牛顿理论是十分匹配的,误差小到仪器测不出来,这也是后来的理论和之前理论的一个基本关系,就是后来的理论在原来理论所解释的尺度下的近似就是原来的理论。
因此,我们要找一个牛顿理论可能出现问题的地方,也就是引力巨大的地方。在太阳系外确实好找,但是距离我们太远,实在无法去测量。所以只能在太阳系内,而太阳系内引力最大的地方,其实就是越靠近太阳的地方,所以科学家想到了水星。
水星的光由于引力的作用,在牛顿体系下能算出一个偏折角度,而在爱因斯坦的体系下,也能算出来一个角度。我们只要观测这个偏折的实际角度,以及这个实际角度和两个理论算出来的结果进行比较就可以。
做这方面相关实验的是英国天文学家爱丁顿,他测量了这个角度。(不过这里要说明一下,他测量的结果在他的时代所用到的仪器其实结果是偏向牛顿的),但是爱丁顿做了弊,得出了爱因斯坦理论更正确的结果。只不过,后人又重新测量了他的观测,用现代的仪器,结果完美符合爱因斯坦的理论。所以这个实验证明了爱因斯坦理论的正确性。
除了这个实验,其实还有很多相关实验,距离我们最近的一次就是引力波的实验。爱因斯坦的广义相对论预言了引力波的存在,而最近的这几次观测也证实了这个预言。
除了引力波,还有黑洞。科学家通过推导爱因斯坦的广义相对论场方程,找到了特殊解,预示着宇宙中存在的一些奇怪的天体,也就是我们现在说的黑洞。
早在上世纪,科学家就证明了黑洞的存在,而最近人类也给黑洞拍了一张照片。
当然,还有引力透镜等等一些理论,其实都被验证了,而且按照目前拍摄到的黑洞照片,其实也是很符合广义相对论的预言。
也就是说,目前来看,无论是狭义相对论还是广义相对论都是十分坚实的理论,实际观测与理论十分匹配。
1905年,当爱因斯坦连续发表四篇论文后,包括狭义相对论,布朗运动,光电效应等划时代的科学成果,引起物理学界的震动。科学界包括物理爱好者群体中出现了大量的爱因斯坦的拥趸,这一年也被称为爱因斯坦奇迹年。十年后,爱因斯坦发表广义相对论,一夜封神!
然而爱因斯坦却并没有因为相对论的理论而获得诺贝尔奖,这其中的原因就是诺贝尔奖评委会因为爱因斯坦的理论虽然具备详实的数学推导加物理完备性。但是想法过于超前,且没有观测到实际的现象能够佐证爱因斯坦的相对论。
我们应该换一种思路思考这个问题,其实证实相对论是否是正确的可以分成两步来完成。
首先,一个理论是对是错,首先要判断这个理论是不是具有完备性,不论是数学推导,还是物理逻辑上,是不是自相矛盾。如是不是跟已有的现实相矛盾,如果有,那就证明这个理论是错误的。不过请大家放心,爱因斯坦的相对论具有高度的自洽性,可以解释用来很多现象,比如引力红移,水星近日点等问题。
其次,极限测试。当你的名气过于大的时候,不管是崇拜你的人还是跟你持相反意见的人都会提出各种悖论,他们会在各式各样的环境下来测试你的理论是否正确。目前,相对论不论在那种环境里都经受住了这种考验。2018年7月,相对论刚刚通过了黑洞附近极强引力场附近的测试,相对论完美能通过黑洞附近这种极强引力场的测试。
2019年4月,人类首次拍到了黑洞的照片,这张照片除了直观地确认了黑洞的存在,同时也通过模拟观测数据对爱因斯坦的广义相对论做出了验证。在科学家们努力发现下,所观测到的黑洞阴影和相对论所预言的几乎完全一致,令人不禁再次感叹爱因斯坦的伟大。
然而,相对论尽管经历了这么长的时间,依然会有许多科学家在研究它,还会制作各种各样的条件来验证和测试它,当然这是科学的严谨性。但是那些自以为懂科学的民科,不好意思,相对论的对错就不劳烦你们的大驾了。
相对论,没有一项能够获得验证!
关于爱因斯坦相对论的争议,在我看来可以清零告罄了。本题的答案穿插在下面的【十个重要事项】里,读者可以自行结论。
我的方程很简单,大自然本来就简单。复杂玩意没有一个好下场,都自行退出历史舞台。数学是伺候物理的,不是拿来装逼的。
▲电弱统一方程,乍看高大上,其实然并卵,一个脑浆进水的标本。我的电弱方程特简单,关键在核子质量方程。
①【思想性实验】的可靠性问题
②【爱因斯坦质能方程】的困惑
③【总能量构成】的动力学方程
④【真空引力场】的普遍存在性
⑤【固有势能U₀】的动力学模型
⑥【电子激发光】的电磁波模型
⑦【康普顿效应】解释光的弯曲
⑧【熵增加红移】解释哈勃定律
⑨【零点参照系】解释光速不变
⑩【太阳自震荡】解释进动异常
1 思想实验,取决于真真切切的现象
物理是一门实验科学。基础物理学,研究物态所表现的现象。
发现现象,是极为珍贵的。解释现象,需要物理模型。捏造现象,包括思想实验。
什么叫思想实验?——思想实验是无装置无介质的仅凭纯理性推理的【想当然实验】。
虽然我们构建某个理论,需要设想模型或设计方案;但总要付诸于实践加以验证。
关键是,援引事实的解释性条文,不可以牵强附会硬往上凑。解释必须是排它的;理据必须是自洽的,不可违背基本原理。
迄今,狭相的【钟慢尺缩】效应,我们没发现任何实锤证据,也没发现有任何工程应用。导航的相关考虑,有没有无所谓。
迄今,广相的【时空弯曲】效应,我们没发现任何直接证据,也没发现有任何工程应用。导航的相关考虑,可谓多此一举。
迄今,用于验证广相的【悟空号卫星】,我们没发现验证时空弯曲的什么证据,更谈不上发现验证基于广相的暗物质与暗能量。
广相认定【空间纯几何效应】,否定【真空场效应】,这是广相的致命瑕疵。
狭相认定【光是光源发射的】,否定【光是光源激发的】,这是狭相的致命瑕疵。
请问,一部汽车开了几十万千米,汽车质量增加了0.00000...01克了么?如何确证?
请问,哈勃测到类星体红移,就一定是多普勒退行性红移么?能排除光自身红移么?
请问,光线经过太阳附近发生弯曲,就一定是时空弯曲效应么?能排除康普顿效应?
2 爱因斯坦【质能方程】的困惑
爱因斯坦的质能方程推导过程,其实是有毛病的,请大家看推导过程的最后一步:
动能演绎:Ek=ʃc²dm=mc²-m₀c²...(A)
即:动质能(E)=静质能(E₀)+动能(Ek)
即:E=mc²=m₀c²+½mv²...(B)
这里,【动质能】与【动能】混淆不清,人们不管不顾,干脆封杀了动能项目,而且上百年人云亦云,几乎没人细心追究。
下面,分两个方面来证明狭相的毛病。一是方程(B)本来就不成立,二是它直接违背了能量守恒定律。
证伪1:【mc²=m₀c²+½mv²】不成立
按洛伦兹变换:m=m₀γ...(B),
其中,γ=1/√(1-v²/c²)...(C)
按动能定义:Ek=½mv²...(D),
(C)代入(D):Ek=½m₀γv²...(E)
代入(A):½m₀γv²=m₀γc²-m₀c²...(F)
化简:½γv²=γc²+c²...(G)
解出:γ=1/(½v²/c²-1)...(H)
显然,式(H)与式(C)是自相矛盾的。
证伪2:质能方程,违背了能量守恒定律
狭相的质能方程,直接违背了能量守恒与转换定律,举证如下:
已知电子原有速度v=0.001c,电源提供电压U,电子加速到准光速v=0.99999c,按能量转换定律,有:
eU=△Ek=½m(v²-v₀²)
eU是确定的,电子动能也确定。但按狭相,电子有质量增量,洛伦兹变换因子:
γ=1/√(1-v²/c²)=1/√(1-0.99999²)
=1/√(1+0.99999)(1-0.99999)
=1/√(1.99999)(0.000001)=707
请注意,此时的电子动能(Ek'):
Ek'=γ△Ek=707Ek=707eU
电子枪本来输入能量为eU,到了狭相那里,却增大了【707倍】,岂不荒谬!
3 【总能量构成】的动力学方程
本节【8个方程】是基于能量守恒的展开,是构建【大统一方程】的基础设施。
3.1 总能量≡可变动能+固有势能
按理讲,对于封闭系统,既无能量输入,也无能量输出,系统能量只能守恒,即:
总能量(E)≡可变动能(Ek)+固有势能(U₀)
即:E=½mv²+mc²...(1)
式(1)叫【总能量方程】,包括两个项目,即【可变动能Ek】与【固有势能U₀】
可变动能Ek=½mv²...(2),或是【平动动能(Ekt)】,或是【旋转动能(Ekr)】。
3.2 微观物系与宏观物系的旋转动能
●微观物系的旋转动能,特指电子绕核的震荡动能,可转换为电子与核电荷间相互作用的【电动势能】或称【电位能】,即:
Ekr=½m₀v²=ke²/r...(3)
●宏观物系的旋转动能,可转换为【引力势能】或【重力位能】,即:
Ekr=GMm/r...(4)
3.3 微观物系与宏观物系的固有势能
●宏观系的固有势能:U₀=mc²...(5),是保证所有基元粒子质量与自我形态所对应的且从不参与能量交换的【基底能量】,即:
基元粒子的固有势能,特指电子以光速自旋以保证自身【漩涡球】结构的角动能:
ε₀=m₀c²=0.511MeV...(6)。
●微观系的固有势能,可以是电子自旋势能的当量数(n),即:
U₀=nε₀,或:n=U₀/ε₀...(7)
例如,质子的固有势能:U₀=1836ε₀,氦原子的固有势能:U₀=(1836+1840+2)ε₀
●宏观系的固有势能,可把式(5)改写为:
U₀=mc²=nm₀c²=nε₀...(8)
质量为m=1000kg的导弹战斗部的固有势能:U₀=mc²≈1000×3×10⁸=3×10¹¹[J]。
4【真空引力场】的普遍存在性
本节,至关重要,可谓重中之重。
4.1 这一次,爱因斯坦错的离谱了
广相的引力场方程,最初发表(1916年)时,是承认【真空引力场】的,当时叫宇宙真空场【Λμν】项。
可是后来因得知哈勃定律,他就否定了这个项目,并称设Λ项是他一生所犯的最大错误。其实否定真空引力场的普遍存在性 才是他真正的最大错误。
4.2 真空场,场量子,光量子
真空场,就是不含亚原子的空间存在形式。谁都知道,真空有引力,到处可以见证:
吸尘器、托里拆利实验、马德堡半球实验、文丘里管、飞机升力,水力喷射器、虹吸效应、婴儿吮奶、高原反应、离心泵。
真空引力场是一种特殊存在,叫【真空态/场】,有零点能,即一个【场量子】绝对零度时所存在的能量。
真空场被【电子以光速自旋】所激发的引力波的一个波节,叫场量子或引力子,其【固有势能】,恒等于电子固有势能,即:
ε₀=hc/λ₀=m₀c²=0.511MeV...(9)
场量子固有频率,也叫电子康普顿波长,即
λ₀=h/m₀c=2.42[pm]...(10)
由此可见,普朗克常数的定义:
h=m₀λ₀c=6.63×10⁻³⁴[J/Hz]....(11)
若电子以速度v运动挤压真空场,场就承载了电磁波,其一个波节,叫【光量子】,简称光子,此时,真空场就吸收了电子动能,叫电磁辐射能,有:
½m₀v²=hc/λ...(12)
λ=2hc/m₀v²...(13)
一个大粒子,以速度v运动,激发真空场电磁波的场效应方程,依然按方程(13)
4.3 真空场/真空态的三大特性
真空场简称【场】。场有三大特性:场是①能的载体,②波的载体,③力的载体。
4.3.1 真空场的【吸能特性】
由于真空场总是处于低能态,因此根据熵增加原理,真空场总要吸收外加能量。
1.5kT=ζ(m/m₀)hc/λ...(14)
式(14),叫【场的吸能方程】,表明热辐射能量转换为电磁辐射能。ζ叫激发系数,反映热力场因电荷间同斥异吸的弱化效应。
4.3.2 真空场的【载波特性】
质量为m的物体动能,因为会挤压或扰动前方的真空场,场就涌动起来,激发出电磁波,即,真空场可载波,即:
½mv²=(m/m₀)hc/λ...(15)
式(14),叫【场的载波方程】,反映粒子激元(exciton)使场介质激发电磁波。
4.3.3 真空场的【传力特性】
无论什么力,都是也只能是经由真空场介质来传播的。力的本质,是电磁波通过场所表现的辐射能密度梯度,即:
F=▽·σ=▽·(m/m₀)h/λ(4/3)π(λ/2π)³
F=(m/m₀)6π²▽·(1/λ³)...(16)
其中,▽=d²/dx²+d²/dy²+d²/dz
式(16),叫【场的传力方程】
4.4 场密度(ρ),与光子波长(λ)成反比
真空不空,表现在两方面。一是总要接收并储备外来的引力势能,二是总要接收外来的电磁辐射能。
严格讲,所有实体都是有真空场构建的。实体的密度,取决于场密度,场密度取决于所含光子的密度,即:【色空亦空】
核子内部的玻色子,其实就是光子。核子内部的光子受到核内电荷之间的【磁约束】。
这也可以解释,为什么核子的内部温度极高,然而材料表面却显得凉飕飕的。
例如,虽然电子是一个实体粒子,但是电子内部是纯粹的高密度真空场。
▲正负两个电子分别被加速到光速,碰撞后急遽膨胀为两个光子,质量守恒,固有势能守恒,电子动能转换为光子辐射能。反之,在超高温与超高压条件下,两个光子也可以急遽压缩为两个电子。故有以下两点重要结论:
●光子质量=电子质量,即:m=m₀
●光子势能=电子势能,即:ε₀=m₀c²
在电子湮灭过程中,电子急遽膨胀为光子,高密度电子,降解为低密度的光子。
在卡西米尔效应中,超薄真空腔可以被外加机械波震荡挤压而激发电磁波。
若施加超高频震荡,真空腔就可以被压缩成若干电子,即:【聚则成器,散则成气】
5【固有势能】的动力学模型
固有势能(U₀或ε₀),涉及基元粒子或电子的极速自旋成球模型的理论假设。
5.1 为什么“电子一定会自旋?”
其1:电子是一个基本电荷,电子有南北极,就有极轴,有极轴就有自旋。
其2:电子是唯一的最稳定粒子。就形位学而言,只有球形结构,才能迎合【最小作用量原理】,才能保持最稳定的构型。
其3:任何孤立系统,在空间的运动姿态,既有自身的翻滚/颠倒/自转/自旋。翻滚也是一直自旋,是不规则结构的基本姿态
星际其它、宇宙尘埃、流星雨、小行星、行星、恒星,它们时刻在翻滚。
随着粒子间汇聚,长年累月的吸积,汇聚体的质量不断增大,天体都在实施从规则翻滚到椭球型自旋的造形使命。
事实上,天体密度越大,自转速度越快。脉冲星的自转周期快0.0014秒,甚或以准光速自旋。
电子本体的质量密度可谓宇宙之最。据笔者测算,电子的电磁学半径为0.77费米。可这样估算,电子自旋向心力提供电磁力,有
m₀c²/r=ke²/(2r)²...(18)
ρ=m₀/4.2r³
=9.1×10⁻³¹÷(4.2×0.77³×10⁻⁴⁵)
=3.7×10¹⁴[kg/m³]
=3700亿吨/米³
我们完全有理由设想,电子以光速自旋。有人说,如果电子自转,则根据海森堡测不准公式,电子自转速度超1万倍光速。
提示:电子极稳定,电子半径(r)与自旋角动量(s=m₀cr)都是常量,不适合测不准公式。
而中子半径,相当于核内电子轨道半径,远大于电子半径,约【0.5皮米】,密度
ρ=1.673×10⁻²⁷÷(4.2×0.5³×10⁻³⁶)
=3.2×10⁹[kg/m³]=320万吨/米³
注意,我们应当重新审视,中子星与黑洞的尺度与密度问题。
5.2 电子质点的自旋模型
设电子刚体质点化旋转半径为r=0.77fm,则电子质点激发光子波长为λ=2.42pm,光子半径r'=λ/2π=0.39pm,由于电子内部的场密度=光子密度,故电子的场效应质量:
m=m₀+m'=m₀+m₀(r³/r'³)...(18)
=(1+r³/r'³)m₀≈m₀
式(18)中,m'=m₀(r³/r'³)...(19),是电子光速震荡的【光爆质量方程】。
5.3 质子的质量,涉及电子的光爆质量
按标准粒子模型,质子的质量方程是:
质子=电子+缪子+光爆质量(m'),即
p(1836m₀)=e⁺+μ+m₀(r³/r'³)...(20)
式(20),叫【质子的质量方程】,由此可计算质子半径(r),有:
m'=m₀(r³/r'³)=1834m₀...(21)
r=r'·³√1834=0.39×1.22=0.48[pm]
5.4 核子模型的磁约束原理
大家知道,放射性元素的原子核衰变,尤其是【β衰变】所释放的β射线,是以光速运动的光电子流,也叫电子注(e-beam)。
由此可推,在中子内部,存在以光速绕质子运动的【核内电子云】。核内电子的轨道半径约为r≈0.5皮米。在0.01秒的视觉感应时差之内,电子环绕次数为:
N=ct/2πr...(22)
=3×10⁸×0.01÷(2×3.14×0.5×10⁻¹²)
≈1.0×10¹⁹[round]
这表明,0.01秒的时差,核内电子的分布密度极高,核子的边界层,几乎同时被有1000亿亿亿个【虚电子】封闭起来。
而核子内的超频光子,因【电子康普顿散射效应】被严密约束在核子内部。
这就是,为什么核子内部有高达宇宙之最的3700万亿度,而原子外部的温度可以低到零下上百摄氏度的原理。
▲核子模型有点像托卡马克磁约束,核子边界层是一个核内电子的高密度电子云。
5.5 核子模型的三个附注
附注1:核子半径【0.5皮米】,而标准粒子模型的所谓质子的实验半径为0.84费米。
附注2:按夸克理论,无法解释质子质量,严重亏损88%,其标准粒子模型是:
质子=夸克环(uud)+缪子(μ)+胶子(g)
p(938M)=uud(9.6M)+μ(106M)+g(0)
附注3:希格斯的质增机制,按狭相质增效应,得到希格斯质量能标高达【125G】,更加无法解释质子的质量构成。
6【电子激发光】的电磁波模型
光子是电子释放出来的?还是电子的加速运动挤压真空场所激发出来的?
合乎动力学逻辑的解释只能是后者。电磁波包括光的本质是真空场的推涌。
只要有波源或激元,包括电子激元、原子激元、分子激元、RNA激元、子弹激元,都会扰动附近的场介质,进而激发出电磁波。
著名的卡西米尔效应实验表明:用机械波振子,作用于一个特制的超薄真空腔,该真空腔就会激发电磁波。这里与【电子能级跃迁理论】没有毛线关系。
咀嚼冰糖可以释放绿色的光,打雷的机械波可以同时激发闪电⚡,摩擦毛衣的吱吱声会同时激发出电火花。显然,机械波同时伴随电磁波。换言之,场介质才是光的载体。
可见,广相用弯曲时空取代真空场介质,光的传播无需介质,是经不起推敲的。
如何计算物体运动挤压真空场,并使场激发电磁波呢?最简单的方案,当然是前述的电子激发的场效应方程(14)与(15)。
7【康普顿效应】解释光的弯曲
有人说,爱丁堡课题组发现日食时,光路过太阳附近发生弯折,可以证实广相的时空弯曲理论,其实这不足为证。
大家知道,太阳附近云集了较高密度的等离子体,尤其是β射线或【光电子云】,即所谓的【晕】。
外来光线遇到这些电子云,就会大概率发生康普顿散射效应,即光碰撞电子发生偏折。
如果没有高密度的亚原子阻挡,光总是走直线,这也符合最小作用量原理与两点间直线最短的基本逻辑。
▲如果灯塔的光波是弯曲的,那么还能作为远洋货轮的航标吗?北极圈与南极的灯塔光线会弯曲吗?
想一想,贴近地球表面附近,地球引力场度很大,但是,东方地平线的晨光是直射的,夜间车灯的光线是直射的。
你用教鞭发出一束激光,沿着超强钕铁硼表面照射过去,激光依然直射而不会有丝毫弯曲。
大量事实表明,爱因斯坦的广义相对论之时空弯曲理论是不靠谱的。
8【熵增加红移】解释哈勃定律
因为哈勃定律,爱因斯坦放弃了真空场的物质存在性,提出纯几何时空弯曲论。
哈勃定律说,类星体传递过来的加速红移的电磁波被哈勃望远镜接收,具有多普勒退行性红移的规律,即:v=H₀d,
其中,哈勃常数H₀≈74km/s/Mpc,即每隔1百万秒差距,类星体加速远离地球的速是是74千米/秒。
其实,这个命题是不可信的,主要原因是:在广相看来,因为电磁波无需介质而不可能降频红移。
事实上,所有的电磁波,都会随着波程的不断远去而不断衰减、不断降频红移。
▲光源激发光子的初始波长或半径最短,由于真空场的吸能载波作用,光子波长越来越被拉长,光子半径越来越大。
根据热力学第二定律,类星体初期辐射的是高频电磁波处于【高能态】,而深太空的真空场处于【低能态】,高能态势必向低能态发散,电磁波的辐射能是渐渐衰减的。
我们可以把这种因真空场吸能载波的降频现象,叫【熵增加红移】。这也就从根本上证否了宇宙大爆炸理论理论。
至于为什么有的类星体会有升频蓝移现象?哈勃定律与广相就更无法解释了,他们集体性避开了这个困惑,也够讽刺的。
其实,最大的可能性,有两个。
其一,类星体内部的热核反应正在渐渐变弱,所激发的电磁辐射的初始频率当然随之减弱。
其二,类星体围绕着它们所在星系的象限走向,正朝地球而来,这种现象可解释为【多普勒逼近性蓝移效应】。
例如,仙女座的M31星系(或类星体),正朝着我们的银河系而来,表现出升频蓝移。
熵增加红移,可直接引用哈勃定律与哈勃常数,把退行性速度改成降频比率即可。笔者曾经发文给出计算公式,不再赘述。
9【零点参照系】解释光速不变
应该说,【真空光速最大且不变原理】,是爱因斯坦对人类认识电磁波的一大贡献。
但注意,不少人说这个原理“在任意参照系下都成立”,这是违背科学常识的。
为什么?这里有几个要点。
其一,不同的参照系有不同的速度,这是常识。例如,一个乘客在列车甲板上以速度v₂行走,列车相对于地面的行驶速度是v₁。
若以列车为参照系,则行人速度v=v₂,若以地面为参照系,行人速度v=v₁+v₂
对于声也是如此。例如在列车上,甲乙二人互相对话。以列车为参照系,声音的传播速度v=340米/秒。以地面为参照系,声音速度v=v₁+340米/秒。
对于电磁波依然如此。例如在列车上,有人用激光笔向前照射。若以列车为参照系,电子激发的激光速度就空气中的光速,v≈c。若以地面为参照系,光速v≈v₁+c。
这里的关键是:我们要基于能量守恒定律,把参照系(S₀)的能量定义为零(E₀=0),这个参照系就叫【零点参照系】,也叫【最近参照系】(closest reference)。
零点参照系是测量科学的基本原则,不要傻乎乎舍近求远的变简为繁的去选择一个【非零参照系】,而且违背能量守恒定律。
例如,列车上行人的速度,取决于行人实际支付的体能,列车跑得再快也与行人无关。我们把列车作为零点参照系。
例如,列车上打开激光笔,取决于电池提供的能量,而与①列车行驶速度、②地球自转速公转、③太阳系绕银、④银河系绕本星系~~毫无关系。
因此,就零点参照系而言,真空光速是恒定不变的。至于真空光速为什么不可超越,也是依据能量守恒原理,不再赘述。
有人喜欢数学游戏,自以为很严谨似的,非要用涉及洛伦兹变换因子的玩意不可,那是他们的自由,开心就好。
10【太阳自震荡】解释进动异常
有人说广义相对论很好的解释了【水星近日点的多余进动】即每100年超额43''(角秒)。
我仔细查阅了采用【PKL】摄动方法论的科研文献,发现并没有考虑木星对太阳的反作用引力的最大影响。太阳也在做椭圆轨道运动,每11.5年公转1周。
况且,这个微小的43''需要100年才能证实一次,至少还需400年做四次验证吧。
个人观点:木星对太阳扰动是水星进动异常的主要因素,这与时空弯曲没什么关系。由于缺乏大数据支撑,多说无益。
(完),@物理新视野let you go some far
爱因斯坦的相对论提出了一种解释引力的新方法。当时的流行理论牛顿万有引力定律把引力描述为大质量物体之间的一种力,认为没有质量的光不会受到引力的影响。爱因斯坦两次反驳了这一预期——首先,他通过著名的方程E=mc2证明了光会受到重力的影响,因为光有能量;然后他建立了广义相对论,认为重力实际上导致了时空的弯曲,提出了时空涟漪的概念。根据爱因斯坦的理论,光会遵循这条曲线运动,所以受到重力的影响,不管它有没有质量。
在爱因斯坦的广义相对论中,可验证的命题是,光,像任何物质物体一样,在穿过一个巨大物体如太阳的引力场时被弯曲。如果爱因斯坦是正确的,那么经过太阳附近的星光在到达地球时会沿着一条弯曲的路径运动,因此,如果地球上的人在白天观察一颗恒星,这颗恒星的位置应该与在夜间观察时略有不同。为了验证这个猜想,爱因斯坦提出,在一次全日食期间拍摄到的与太阳附近恒星的照片(因为太阳光会掩盖受影响的恒星的光线,只有在日全食时才有可能拍摄到),可以与在另一个时期拍摄的相同恒星的位置相比较。
1919年5月29日的日全食给了科学家们第一次检验这一理论的机会,英国皇家学会和英国皇家天文学会指派了两个天文学家小组前往全日食发生的地点观察,亚瑟·爱丁顿率领一支科学考察队前往西非赤道几内亚海岸外的普林西比岛,另一个组前往巴西北部的索夫拉斯观察。
爱丁顿是极少数理解爱因斯坦理论含义的人之一,他的任务是在一个晴朗夜晚拍摄被称为“Hyades”的星系团,然后在日全食期间再次拍摄Hyades星系团,这两组照片在两个不同时间的对比结果,要么证明爱因斯坦的理论是错误的,要么证实了他的理论。
日食那天的天气很差,上午大部分时间都在下雨,但就在日食之前天空放晴了,日食完全可见,可以用位于太阳背景下的Hyades拍摄照片。爱丁顿拍了16张照片,照片冲洗后用于提供恒星光偏转的测量。前往巴西索夫拉尔的探险队在晴空万里中观测到了日食,但是拍摄地点太热使设备精确度下降,这导致了对日食照片底片的测量无效。1919年11月6日,在英国皇家学会和英国皇家天文学会的联合会议上,爱丁顿展示了他的探险成果,这些照片证实了Hyades星光在太阳引力场中发生了偏转,测量结果几乎与爱因斯坦的预测一致。
尽管爱丁顿的观测质量与后来的观测相比较差,但它们足以说服大多数当代天文学家,并在当时被誉为广义相对论对牛顿万有引力定律的决定性证明。爱因斯坦的广义相对论随后在一次又一次的日食中以越来越高的精度被证实,后续还包括引力红移,黑洞,钟慢效应,引力波等等都是对爱因斯坦相对论的验证。
相对论如何被验证的?理论上很简单,当然是通过实践验证的。相对论分为狭义相对论和广义相对论,狭义相对论中有非常重要的一点就是时间膨胀原理,这点要已经得到验证,我们每天使用的GPS定位系统就是最好的验证!
还有狭义相对论中对于质量和能量是同一种东西的描述,两者可以互相转换,核聚变中通过损失质量转换成能量很好地说明了这一点!
而广义相对论的验证之路比较漫长,但也已经得到验证,从水星近日点进动,到光线经过大质量天体会发生在弯曲,还有黑洞和引力波的发现,无不有力地验证了广义相对论的正确性!
如今,相对论已经成为现代物理学的基石之一,另一基石就是量子力学。相对论统治着我们的宏观世界,在高速和强引力下会更明显。
不过由于我们所在的世界处于低速和低引力状态,所以相对论很难体现出来,牛顿的经典力学已经足够精确足够我们使用了!不过,一旦到了浩瀚的太空,尤其是以后的太空旅行,牛顿的经典力学将彻底被相对论取代!
迷信相对论的还真不少!
狭相一一车轮悖论! 比如说,大地上跑着一列火车。火车(设为A惯性系)、大地(设为B惯性系)。再假设火车速度为0.5C(C为光速,C=300000000m/s)。火车每个车轮周长为1.5m。火车上有一个10ns(纳秒)钟,每10ns,该钟指针转一圈。 如按牛顿力学:无论对于A系(火车)或B系(大地):每过10ns,钟(指针)与车轮都同转一圈,按车轮周长算:火车向前行走1.5m。也就是火车速度都是0.5C,无问题。 可是,假如按照狭义相对论,对A系观察者速度无问题(V=0.5C),而对B系观察者:按照相对时间公式计算,对于B系(大地)观察者:自己时间每过11.547ns,火车上的钟(指针)与车轮才能转一圈(对B系观察者:A系时间慢,A系钟只能走10ns),由于实际车轮1.5m的周长限制,火车在11.547ns(B系时间)时间内,最多走1.5m。而1.5m除以11.547ns,这速度不等于而是小于0.5C(1.5m/10ns=0.5C)了,速度对不上帐了!这就等于对狭相公式构成悖论! 这是我做的车轮悖论! 总结:狭义相对论说,对于B系(大地)观察者来说,对方(A系)的时间慢了,既A系上的10纳秒钟(指针)与车轮都转的慢了,导致对于B系观察者,火车速度与原假设的0.5C速度对不上账了。可由此判定:狭义相对论错误!
如果换低速问题一样存在,只是速度差的小而已!
广相一一高山悖论!
设:在净高为3000米的高山上,有一台电风扇,山脚下有一台发电机,用电缆把它们连接起来。发电机发出的电能,带动风扇不停的转动。按照广相,发电机(低海拔)时间慢,电风扇(高海拨)时间快。发电机发出的电能慢,电风扇消耗的电能快?违背能量守恒了吧?根据电工学: Pt(风扇消耗)+Pt(线路损耗)=Pt(发电机发出电能),t(时间)必须相等,否则公式不成立!
注:
1、有功电能=Pt,如时间有快慢,电能就有快慢。
2、假设电路工作在串联谐振状态:串联回路电流相同,输出电压=负载电压(可以把导线当成负载一部分)。P=UI,输出功率=负载功率。
从现实的角度,思想试验可以采用以下办法改进! 换用小一点的风扇。在3000米高山上,修一个恒温恒压室,风扇在该室内转。在山脚下修一个大型恒温恒压车间,发电机在该车间里发电。连接该发电机与电风扇,可用超导电缆(现在已有生产的了)连接。恒温恒压室、恒温恒压车间、超导电缆所用电能由其他电源提供!
注:
1、电流:是指单位时间内通过导线某一截面的电荷量。如果高、低处时间不等,岂不违反串联电路,电流相同的原则。
2、基尔霍夫第一定律,流入某一网络(或节点)的电流和,等于流出该网络(或节点)的电流和!
3、电风扇也可换为发热纯电阻或电灯。
争论一个问题而没有解决它,比解决一个问题而没有争论它要好! ——约瑟夫·朱伯特(1754年-1824年)
这句话什么意思呢?很简单,结论没那么重要,重要的是充分的讨论才能保证我们不会误入歧途。这段话被法国数学学会采用,而成为数学家们的科学信条。
法国作家勒旁告诉我们,乌合之众有一个特点,就是只迷信权威,只接受对或错的答案,他们对得出结论的经过没有兴趣,因为他们不愿使用大脑来思考。
相对论被验证过吗?回答这个问题并不难,重要的是想让人们了解,任何一个观点成为结论之前都有一个讨论的过程,这期间,有许多不同的观点在竞争,只有经过时间考验的观点才能成为一个结论。但是,没有谁能保证这个结论会成为终极结论,因为任何一个反例就能让一切推倒重来,这才是科学的真谛:比结论更重要的是,我们必须建立一种机制来保证科学的发展不误入歧途。只有经得起考验的理论才能称之为科学理论,反之,这些所谓的理论不过是些假说。
我们身处在同一个宇宙,却有经典物理学、相对论、量子力学和弦理论四种观点尖锐对立,结论互不相容的物理理论。理性告诉我们,只有一个能够解释宇宙所有疑问的理论才能称之为终极理论。目前哪种理论符合终极理论的标准呢?请坐好扶稳!答案是,目前的理论没有一个可以自洽地解释宇宙所有的疑问,也就是说,没有一个理论是完全正确的理论。请注意,包括被人奉上神坛的相对论,因为狭义相对论和广义相对论都不能自洽的解释宇宙的运作原理。 抱歉!让人失望了,不过责任不在我,如有疑问,请左转一万公里找爱因斯坦本人去评理。
我们知道,经典物理学认为量子是一种波;相对论和量子力学认为量子是不同的粒子。波动说和粒子说争论了300多年,正当人们沉浸在波粒二象性调和了波动说和粒子说尖锐的矛盾的美梦中时,弦理论有横空出世。弦理论认为量子既不是波,也不是粒子,而是不同振动模式的弦。量子现在不仅具有波粒二象性,而是具有波粒三象性。怎么样,目瞪口呆的感觉还好吗?你觉得哪种理论正确呢? 人性有个弱点,那就是“证实性偏见”。证实性偏见是指个人(包括学者)在主观上支持某种观点的时候,往往倾向于寻找那些能够支持自己原来的观点的信息,而忽视那些对己不利或矛盾的信息,以支持自己想法的现象。人们总是相信自己愿意相信的观点,而对不利于自己观点的客观事实视而不见。回顾300多年的近代物理发展史,我们可以发现,各种解释一大堆,采用哪种解释是看波动说和粒子说谁占上风,谁主导话语权。具体来说,支持波动说的人只会认为波动说的解释正确,支持粒子说的人会认为粒子说的解释正确。事实上,目前认为验证了相对论的证据其实还有不同的解释。今天,我们简要列举几个重要的“证据”,大家看看哪一种解释更自洽。
三个相对论
三个相对论?对!你没有听错。经典物理学也有一个相对论,即伽利略相对论,也称伽利略变换,是经典物理学的逻辑基础之一。经典物理学认为空间由以太构成,以太是一种绝对空间,伽利略变换是物体相对于空间(绝对空间)作绝对运动。 狭义和广义相对论以洛伦兹变换为基础。洛伦兹变换不以空间为参照系,空间为空无一物的真空,物体与物体(狭义相对论称为惯性系,广义相对论称为参照系)互为参照系运动。 两种相对论描述的都是相对运动,两者差别不太大,仅仅是参照对象(参照物)不同。问题是,哪种理论解释符合客观事实呢?
大多数人只知道伽利略坚定支持哥白尼的日心说,反对亚里土多德和托勒密的时空观——地心说,但是,人们不知道具体的细节。 17世纪,地心说的支持者们对哥白尼的日心说提出了质疑:如果地球处于高速地运动中,为什么在地面上的人一点也感觉不出来呢? 1632年,伽利略在《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》著作中给出了答案。假设一艘船的船舱里带几只苍蝇、蝴蝶和其他小飞虫,当船舱封闭时。无论船以任何速度前进,只要是直线匀速的运动,苍蝇、蝴蝶和其他小飞虫就可以自由飞翔。但是,当打开封闭船舱顶部的甲板后,苍蝇、蝴蝶和其他小飞虫都会被风吹到船舱的角落。如果盖上甲板,一切又恢复正常。详见[伽利略,《两大世界体系的对话》,第130~131页]打开船舱的甲板,风就会破坏船舱这个密封的空间,船舱内的空间就与船舱外的空间统一。是否存在绝对空间,船舱是否密封是关键。事实证明,当船舱封闭是,船舱内的空间是一个绝对空间,船舱内部空间与船舱外的空间相对运动。同时,船舱内的空间又是一个相对空间。伽利略用伽利略变换把地心说送进了垃圾堆,并奠定了经典物理学的基础。
但是,新的对手又来了。狭义/广义相对论的洛伦兹变换(事实上和洛伦兹一毛钱关系也没有)的惯性系或参照系没有内部空间,只有质点的性质,也就是说,船只只是一个质点,没有船舱内的空间。洛伦兹变换只有质点与质点之间的相对运动。
我们的地球围绕着太阳旋转,为什么地球上的鸟儿、苍蝇、蝴蝶和其他小飞虫可以自由飞翔呢?船舱顶部的甲板打开后,为什么鱼缸里的鱼仍在自由的游动呢?即使我们把鱼缸搬到船甲板上,鱼缸里的鱼也可以自由的游动。为什么呢?
还是 举例说明吧。在时速500公里的火车车厢里,一个箱子以5公里的时速拖动,箱子里有一只时速1公里飞行的蚊子。根据伽利略变换,火车相对于对地面上的人来说时速是500公里,箱子相对车厢的时速是5公里,蚊子相对于箱子的时速是1公里,但是,对地面上的人来说,箱子的时速是505公里,蚊子的时速是506公里。 根据洛伦兹变换,火车、箱子、蚊子的时速相当于对地面上的人来说都是500公里。这就是光速不变。怎么样?伽利略变换和洛伦兹变换哪一个符合我们的客观现实呢?
星光偏折现象
星光偏折现象爱因斯坦是从荒村野夫变成科学巨匠的转折点,也是相对论被视为正确理论的转折点。
根据广义相对论的引力模型,星体的引力使空无一物的时空产生弯曲,也就是时间和空间一同弯曲。爱因斯坦认为:过去曾错误地认为物体通过引力来对其他物体的运动发生影响,而现在认为是物体影响其他物体在其中作自由运动的时空几何,改变后的时空中的这种自由运动,就是曾被错误地认为在原来时空中的受迫振动。现在,自然定律是一种涉及时空的几何命题,时空变成了一种度规空间。[爱因斯坦,《狭义与广义相对论浅析》,导读第36页]如图。因为时空的弯曲让我们可以看到恒星背后的星光。
问题来了,如果空间空无一物,那么,是什么在弯曲呢?
经典物理学有没有更自洽的解释呢?当然有。根据费马最小光程定律,不同的煤质中光的传播速度不同,光线的传播路径应是使光尽快地传到终点。光的路径如有很小的偏差,所需时间就会延迟。请注意! 根据光的波动理论,空间介质密度越高,光速越慢,空间介质密度越低,光速越快。以地球大气层为例,越接近地面大气密度越高,距离地面越远(越高)大气密度越低。薛定谔认为:当光从太空进入大气层越深,空气的密度越大,光的传播速度的越慢。虽然在传播速度上差异很小,但是根据费马原理,光线应向地面弯曲。这样,虽然在光速大的较高的大气层中路径较长,但也要比原比沿着较直线路径的光更早的到达终点。诸位一定看见过太阳落到地平线时不是圆的而是扁的,看起来垂直方向的直径好像缩短了,这正是光线弯曲的结果……根据光的波动理论,严格地说,光线只是虚构的意义,光线不是某些粒子的物理路径,而是一种数学图形,即所谓波阵面的正交轨迹,也就是想象的有指向的线。有向线垂直于波阵面,指向波的前进的方向。[薛定鄂《薛定鄂讲演录》207~208页]
(图三,波正面是同心球面,光线是直线)。(图四表示光线弯曲的情形。)
薛定谔用一队正在前进的士兵来描述光的路径偏折原理。如果队伍中的人的步子不一样,右边人的步子小,左边人的步子大,那么队形将出现右倾,即光的传播路径向右偏折。薛定鄂的观点是:只有从波动理论的观点出发,才能正确理解费马原理,才不会感觉费马原理深不可测……从波动的观点看,把所谓的光线弯曲理解成波阵面偏斜更容易一些,因为当波阵面的相邻部分以不同的速度前进时,显然就会出现这种光线弯曲的情况。光线在大气折射时,波阵面的一部分应当偏斜,因为它的左半边处在(大气层的)较高层,这里空气稀薄些,因此比较低层的右半部分要前进得快一些……这是波阵面偏斜理论得出的结论……如此可见费马原理是波动理论的精华。[薛定鄂《薛定鄂讲演录》208页]用经典物理学的波动说来解释,空间弯曲的原理就非常简单,就是空间介质密度的不均匀造成了不同传播路径上的光的速度不同,形成折射现象。如果宇宙空间由以太构成,解释星光偏折现象就非常简单,即以太空间密度不均匀引起了光的折射。
广义相对论的真空空间弯曲和经典物理学的以太空间密度不同引起光的折射,哪一种解释更能自洽呢? 我们知道,经典光学可以自洽地解释海市蜃楼、幻日、佛光等等大气现象,这些都是空气密度不均匀引起的光的折射,是一种大气透镜现象,这是非常简单的科学常识。
空间探测器通讯延迟现象是广义相对论的三大“天文验证”之一(另两个是水星进动和引力红移),1976年的海盗号火星探测器和2003年卡西尼土星探测器与地球的通讯延迟现象被认为是时空弯曲的证明。
时间真的会变慢吗?
根据几何原理,两点之间最短的距离是直线。当电磁波穿过恒星附近密度异常的以太空间时产生折射而沿曲线传播,因为弯曲的传播路径比直线路径的传播距离更长,任何弯曲的路径都比直线路径更长,更长的路径使光需要更长的传播时间。假设光速不变,根据费马最小光程原理,光的路径如有很小的偏差和弯曲,传播时间就会有延迟。用费马最小光程原理可以非常简单地解释航天探测器通讯路径靠近恒星时的通讯延迟问题。恒星附近的时间并没有变慢,到目前为止,没有任何证据可以摧毁时间因果律。事实可以证明,时间的因果律是符合客观事实的铁律!
空间是什么?
引力波是什么在波动呢?爱因斯坦也意识到空无一物的真空不存在弯曲不弯曲的问题,也不存在波动问题。经过反思,爱因斯坦对空间的观念发生了天翻地覆的变化。1920年,爱因斯坦出人意料地在荷兰国立莱顿大学宣称否认以太存在是不合理的,他提出:物理学家在那个从日常生活中抽象出来的有重物质的观念之外,为什么还要建立起存在另一种物质——以太的观念呢?其理由无疑在于引起超距作用力理论的那些现象,以及导致波动论的光的那些性质……19世纪上半叶,当光的性质同有重物体的弹性波的性质之间存在着广泛的相似性已经变得明显的时候,以太太假说就获得了新的支持。光必须解释为充满宇宙空间的一种具有弹性的惰性媒质的振动过程,这看起来似乎是无可怀疑的了。从光的偏振性也好像必然得出这样的结论:以太这种媒质必须具有一种固体特性。因为横波只能在固体中,而不可能在流体中存在,这就势必导致‘准刚性’的光以太理论,这种光以太的各部分,除了同光波相应的微小形变运动以外,相互之间就不可能有任何别种运动。这种理论也叫做静态光以太理论,它从那个也作为狭义相对论基础的菲索(Fizeau)实验,进一步得到了有力的支持,人们从这个(菲索)实验必定推断出,光以太不参与物体的运动,光行差现象也支持准刚性的以太理论……人们可以采取最近便的观点似乎是认为以太根本不存在……然而,更加精确的考察表明,狭义相对论并不一定要求否定以太。可以假定以太存在,只是必须不再认为它有确定的运动状态,也就是说,必须抽掉洛伦兹给它留下的那个最后的力学特征。”[爱因斯坦,《狭义与广义相对论浅析》,第170~174页]
按照广义相对论,一个没有以太的空间是不可思议的;因为在这样一种空间里不但光不能传播,而且量杆和时钟也不可能存在,因此也就没有物理意义上的空间-时间间隔。[爱因斯坦,《狭义与广义相对论浅析》,第175页]
广义相对论以太是这样一种媒质,它本身完全没有一切力学和运动学的性质,但它却参与对力学(和电磁学)事件的决定。[爱因斯坦,《狭义与广义相对论浅析》,第176页]
就这样 以太复活了,以太的拯救者正是以太的掘墓人,有几人听说过“广义相对论以太”呢?是谁在隐瞒真相?是粒子学家还是波动学家?
动钟变慢原理
人们大都认为GPS是验证相对论的动钟变慢效应的证据。 那么,在地球同步轨道卫星上的时钟变快了还是变慢了呢? 真相是:卫星上的时钟变快了! 卫星上的时钟变快了! 卫星上的时钟变快了! 面对铁的事实,崇拜者们只好改口:卫星时间走时快是因为它同时受到时空扭曲效应和时间膨胀效应的双重影响,而时空扭曲效应影响更大一些,引力越大走时越慢,相互叠加之后,它走时仍然比地面快一些。
问题是,是时间有快慢还是时钟走时不稳定呢?怎样解释“二楼钟慢效应”呢? 一楼和二楼的原子钟并无相对运动,两者相距只有几米,谈不上什么时空扭曲效应和时间膨胀效应吧!!!为什么仅仅因为微小的高度的差异就产生相对误差呢?狡辩的一个重要特征就是逻辑混乱。
是卫星在运动?还是地球在运动?相对于卫星,地球处于相对运动状态,相对地球,卫星处于相对运动状态,这才是真正的“双生子佯谬困境”。事实上,地球在自转,也围绕着太阳旋转,太阳围绕着银河系中心旋转,而银河系也在太空中漂零。宇宙中没有绝对静止的物质,也没有绝对静止的时钟。所有的“钟”都是“动钟”,只有假设地球完全静止,即回到地心说时,“动钟变慢”假设才有可能成立。 怎么样,还有人敢说GPS是动钟变慢效应的证据吗?
E=mc²
E=mc²质能公式可以说是神一样的存在。E=mc²的E表示能量,m表示质量,c表示的是光速(约30万公里/每秒)。E=mc²公式可以转换为M=ec²和C=em²,不仅简洁,思路也相当新颖,可以把质量和能量统一在一个公式里,所以备受推崇。人们认为相对论替代了牛顿力学。问题是,目前人类的科技进步依赖的是这个神奇的公式吗?
结论是,小心你的眼珠别掉地上了!因为,E=mc²质能公式根本就无法使用!
E=mc²质能公式根本就无法使用!
E=mc²质能公式根本就无法使用!
我们知道,目前,在宏观领域,经典力学的牛顿力学公式E=1/2mv²不可替代。E表示能量,1/2是系数,m表示质量,v表示速度。从扔块石头到子弹、穿甲弹,从弹道导弹到宇宙空间探测器降落在小行星,所有的计算都依赖牛顿力学公式。微观领域,因为光子和电子无法称量,所以光子和电子的能量计算依赖的都是普朗克E=hν公式。E表示能量,h是频率,ν是普朗克常数,即能量=频率×普朗克常数。目前,微观领域能量和质量的计算依赖的但是E=hν。
麻烦的是,E=mc²公式中只有一种速度,即能量=质量×光速。任何有质量的物质乘以光速都会得到无穷大的结果,无质量的物质(例如光子)则无法计算。我们知道,根据相对论,把任何有质量的物质加速到光速,需要无穷大的能量。这个结论怎么来的?是不是很吊诡?好了,既然大家都认为相对论是正确的理论,那么不使用E=mc²公式是说不过去的。于是,人们想到了一个简单的“解决”办法。费恩曼和他的同事们提议说:“不管在什么情况下,只要这个讨厌的无穷大出现,我们都可以通过引入电子的已知质量来回避这个问题。在现实中,你也许会把它叫做蒙混过关,不过理论上我们称之为重正化。这只是我们遇到讨厌的无穷大——这个在现实中绝对不会出现的情况时所采取的一种数学辅助手段。不过别担心,这种方法是行之有效的,并且在和上面所提及的精密计算吻合的相当好。就这样,我们回避了质量问题,但并没有解决它。它仍像一颗滴答作响的定时炸弹,随时可能引爆。”[《上帝粒子》291页]
需要说明的是,电子的已知质量由普朗克E=hν公式得出。简单的说,重正化就是人们可以心安理得地声称计算结果是根据E=mc²公式得出,但是实际上使用的却是普朗克E=hν公式的计算结果。E=mc²公式根本无法在实践中应用,这是物理界半公开的秘密,但是没人敢于说破。
水星进动现象
根据牛顿引力理论计算,水星进动的速率为每世纪1°32′37〃,即5﹐557.62角秒的进动;实际观察得到水星进动的速率为每世纪1°33′20〃,即5﹐600.73角秒的进动,两者之差为每世纪43.11角秒。而根据广义相对论所计算的进动值在扣除了其他行星的影响后应是每世纪向东进动42.91角秒,这也被认是广义相对论比牛顿力学更优越的证据,即爱因斯坦的计算比牛顿的微扰计算方法更精确。人们认为广义相对论成功地解释了“水星近日点进动”问题。
事实上,两个理论计算数值差异的原因是牛顿使用的是微扰偏微分计算方法。微扰法是一种近似的计算方法,优点是简单快捷。在牛顿的万有引力公式中只有物体的质量因子,而没有自转量,即太阳对行星的引力大小只与太阳和行星的质量有关,而与它们的自转快慢无关,也没有考虑其他行星的引力扰动。爱因斯坦是抛物型偏微分方程的计算方法,只是他的计算不仅有物体的质量,而且也将物体的自转快慢考虑进来。两个没有自转的物体之间的引力与它们自转起来之后的引力是不同的。行星在运动过程中,它的自转轴会慢慢变化,考虑更多的因素当然会得到更精确的数值。也就是说,将这些其他因素考虑进来之后,牛顿引力理论完全可以得到一个更精确的精度。
霍金对此的评价是:在现实中经常发生的是,设计出的新理论实际上是原先理论的一个扩展,例如非常精确的观测水星,发现它的运动和牛顿引力理论预言之间有一个微小的差异。爱因斯坦的广义相对论预言了和牛顿理论略微不同的运动,爱因斯坦的预言和观测的相符合,而牛顿理论做不到(这句话有失公允),这个事实是对这个新理论的一个关键证实。然而在我们正常处理的情形下,牛顿理论和广义相对论的预言之间差异非常小,所以为了所有实用的目的,我们仍然使用牛顿理论,牛顿理论还有一个巨大的优点:用它计算比用爱因斯坦理论简单多了![史蒂芬•霍金《时间简史》,第17页]
需要注意的是,抛物型偏微分方程不是爱因斯坦创建的,不是相对论的专用方程,是通用的数学工具。简单地说,和相对论没有什么关系,谁都在用。
“天文验证”还有引力频率红移。我们知道,频率是波的概念,粒子说无法解释。所以,波动说的解释更能自洽。限于篇幅,就不详细展开了。
综上所述,相对论所有的验证都有波动说和粒子说的不同解释,您认为哪一派的解释更能自洽呢? 科学精神是:理性!怀疑!批判!需要注意的是,比结论更重要的是,我们必须建立一种机制来保证科学的发展不误入歧途。
最后,让我们重温一下先贤们忠告: 我们面对(科学先贤们)不朽的理性群碑,也就是面对永恒的科学灵魂。在这些灵魂面前,我们不是要顶礼膜拜,而是要认真研习解读,读出历史的价值,读出时代的精神,把握科学的灵魂,我们要不断地吸取深蕴其中的科学精神,科学思想和科学方法,并使之成为推动我们前进的伟大精神力量。[牛顿,《自然哲学之数学原理》,弁言第5~6页]
没有必要搞得好像抽象不得了吧?
假如把质能方程式意义里外改一下『名词』,非常可能就能『验证』了相对论也不一定啊!
据己理解大概分成三个不同的『相对空间』方法:
①微观狭义相对空间
如:原子力=电子调制方式x光速²
②宏观广义相对空间
如宇宙引力=星体调制方式x光速²
③地球主义相对空间
如地心吸力=地球调制方式x光速²
意即相对不同的『力』分开来计算,并且把特殊条件都考虑一下,如宇宙空间明显『缺息』啊,地球上『全息』啊,或者原子之力有无地球或宇宙空间之差别啊?
如果这样子就能全部『统一起来』了呢?
那个大神假如有抽象思维核算和验证的能力,不妨自己去试一试吧?
现代技术之突飞猛进,已远超人们所能想象。
如①计时精度,不可以想象(据说好像上亿年才误差1秒)
②外太空飞行器都飞出去了。
③信息计算和传输,各式检测及精度。
那么要验证相对论,可谓易如反掌。小儿科。
然而
①有新时代相对论之新验证报道吗?
没有。不能有啊。
哦好像有:4月吹翻了天的黑洞A片,科学共同体说是又相对论正确了一回。
不过,三四年数据精心组织A片后,戛然而止。
②老时代老烂的老验证,在举世众多人怀疑质疑的背景情况下,为什么不复查老验证,为什么不重复老实验而新技术检验?
③由相对论引申出的高技术可简单验证之实验,可以说太容易太简单设计了。
为什么,奇怪,
但是一过脑就不为什么、不奇怪了。
因为:也许证其错的验证容易有,
证其对的验证困难无。
也许有些人害怕面对、害怕验证、害怕提出验证。
试问试想: 相对论的哪一个说辞,你会认为真实。不妖怪。
关于相对论的验证问题,科学界基本上是验证对了,有一个是错的,就是暗物质的话题,那位大师为此获得了诺贝尔奖,我认为发错了,宇宙中根本没有暗物质这东西,举个例吧,一个人问你今天吃苹果没有和问你吃水果没有,这是两回事吧,那位大师就这样拿到了诺贝尔奖,你说好不好笑
相对论,其实就是相对性成立或相对性正确之论,请注意,它,只具有相对性。
其二,相对论其实也是现象层面的认知论,它在人类的认知层级上并不高级。仅此。
宇宙不系列六:相对不实在。
相对不实对,绝对不实在。
导读,上篇:时间不回头,时间心理学、热力学箭头。
本篇:相对论核心——相对——不对等。
序,STEM:Science、TechnoIogy、Engineering、Mathematics。
梗stem,除梗机stemmer。
等于不等于——哲学上的思考。
一、不完备性定理——理论不完美。
悖论不完备。数学Mathematics,哲学的起点,学问的基础。数学Maths与Science,TechnoIogy,Engineering,有所不同,词尾有S,数学本义是不可数名词。数学的梗——stem——哥德尔不完备性定理——包含初等数论的陈述,完备与无矛盾不能兼容。stemmer在说谎——对否?公理即假设,假设总与现实存在区别,未解决悖论常有,基于公理的理论不完备。
一不等于一。定义数字0、1、2、3、4……构建了数学大厦,分支众多,硕果累累。基于1+1=2、自然数+1=后续相邻自然数公理,乘除加减乘方开方,延伸出正负数、无理数、实数虚数、无穷极限、逻辑概率。概率统计上,整体合为1,不可能均为0,逻辑上,逻辑真为1,逻辑非为0。0.999……=1吗?数值上证明相等,然而,一边是无限循环小数,另一边是整数,怎么相等?逻辑去哪儿啦?司空见惯的数字一,本质何在?一个苹果不等于另一个苹果,现在的苹果不等于过去的苹果。0.999……与1之间存在无穷小量差;数字本身没长度,凭什么0到1之间距离为1,凭空有了长度?数学上,=等于等同,现实中,微观世界,真空不空,不确定性原理,真空中位置与动量不可同时确定,完全等同的物质不可确定,哪怕是0,也不全同,来句绕口令:等于不等于等于,等于不等于等同,这一不等于那一。
模型不切实。现代科学理论基于数学定量分析,哥德尔不完备性原理,注定了不完备——相对论与量子力学各行其道,尚不融洽。我们只能用光来看宏观世界,还不能同时看到任何物质的全貌,没有透视眼,看到的只是某一侧面——某一方面的投影,更糟的是,我们远看无法看得太远——太远看不到,近看还是近视眼--微观世界看不清。无法摆脱正确认知局限性。理论模型只能近似地模拟现实世界某一侧面投影,构造个单位圆,圆周率己精确到百亿位,现实精度至多纳米级,真相是,计算越精确越不切实——我们的实践检验技术数据与数学模型有别,万有引力常数G、光速C等等自然常数,甚至数学常数e、π的确切数值不可知。
理论不完美。研究地球公转,将地球、太阳当成两个质点,研究地球自转,即找不准地心,又把太阳月亮丢在一边不管,丢三拉四是科学家的强项,目前只有两个大例外——爱因斯坦和狄拉克。爱因斯坦相对论基于三个原理,一套黎曼数学,形成一整套自洽的理论,得出E=MC²,给出了场方程,预言了光线偏折、水星近日点进动,引力红移、引力拖曳效应、引力波,被先后一一证实。真正的质能公式E²=(PC)²+(MoC²)²,狄拉克将平方开了,得到广泛应用于量子力学的狄拉克方程,构建了孤独的狄拉克函数、得到了特殊正负电荷解,预言并被证实了正电子。虽然相对论钟慢、尺缩、黑洞……等等,依然是未曾盖棺定论的热点话题,或许太多人忘了那个不想去领诺贝尔奖的保罗•狄拉克,忘了爱因斯坦与狄拉克才是量子力学主要奠基人,忘了光电效应一份份,忘了量子自旋它不转。太多人只记得广相与量子论的“矛盾”。
科学理论在螺旋式上升,不完美才对。
二、光速不变原理——超距不实时。
尺钟不分离。尺缩、钟慢、质增是狭义相对论之推论三兄弟。质增效应公式:M=Mo/√(1-V²/C²),由E=MC²、P=MV,代入质能方程E²=(PC)²+(MoC²)²,简单换算即可得。质能方程被狄拉克正电子预言证实,△E=△MC²,由原子、氢、弹佐证,动量P=MV质速之积没多大毛病——质增公式成立。质疑质增效应的,几乎被别人核没了。尺缩效应——长距才明显,也没尺子好量,想量也够不着——质疑尺缩效应的,几乎被自己吓没了。只剩下钟慢效应,一直被恶心,质疑钟慢效应成为攻击狭相(广相够不着)的钝刀。归根结底,光速不变原理还没进入普遍常识殿堂,质疑的狭相的,几乎都忘了,钟慢与尺缩是连体兄弟——这边钟慢那边尺缩,尺钟合体不分离,光速不变。
绝对不实在。躺在床上,坐地日行十万八千里,看看星空,你转他转只有我不转,想想现实,我不特殊也在转动中,失去了方向感——绝対空间无基点。相对性原理——狭义上,所有惯性系平权,广义上,所有非惯性系平权,相对论抛弃了绝对时空——绝对的实在找不到。
相对不需梗。相对论之所以叫相对论,因为一切都相对。相对性原理——宇宙中所有物理规律统一,与参照系的选择无关——本质就是因果论,现代科学的目的在于找寻普适的定量关系的因果论。相对性原理普适、无梗。
超距不少梗。经典力学中牛顿第二定律,万有引力定律,忽略了空间距离,表现为超距作用。牛二定律在平常生活中应用精度足够,甚至还据此发现了许多太阳系行星,但在航空航天、卫星定位、天文观测中,相对论效应显现,绕不开超距作用之梗,经典力学解释不了光线偏折、水星进动、引力红移现象。
光锥不可越。所有观测到的的传递实效应最快速度,目前还没有突破光速的实证,当前只能认可实效应传递速度最快为光速。现在的你,只能享受8分钟前太阳发出的阳光,地球激光,8分钟后才能到达太阳,ds=Ct,移形换位所必须时间随距离线性增长,所有实效应,均光速延迟到达,光锥之外,效应超距未至。
光锥之外光速延迟效应,不实时对应。
不等于等于——数学上的模拟。
一、最短时间原理——瞬时不可达。
最速曲线不直线。最速曲线,是旋轮线——典型的车轮上石子运动轨迹线,是条摆线。一个质点,在重力作用下,到达不在它垂直下方的另一点,等时曲线——旋轮线用时最短。在等时曲线的任何位置上零速开始滑落,都将以相同的时间到达同一位置。摆线方程:
x=k(a-sina),y=k(1-cosa)。
参照变换不简单。车轮上石子运动,有点复杂,假设在车轮轴上,有车辆整体匀速直线运动方程:x'=Ra,y'=R,设k=R为车轮半经,代入摆线方程,得:
x'-x=Rsina,y'-y=Rcosa,即得:△x²+△y²=R²,标准的圆方程。
上为简单的参照系变换例子:轮旋运动实质是圆周运动和匀速直线运动组合。车上看车轮上石子运动特简单,转圈。车下看,头脑好像不够用。采用合适的参照系变换,可以简化数学模型。
光速参照不相关。地球即公转又自转,以太阳为参照,我们在地表作周期性旋轮线加椭圆运动。所有天体运动轨迹,都有旋轮线影子,只是我们习惯于换位思考,总认为天体只作圆周自转和椭圆(实际还有双曲线、抛物线)组合运动。星星地球都在转,星光(轮子石头),从这边远离过渡到那边靠近,如果光速与光源、观察者运动相关,则应看到长面条状的星星——现实是点状。
最短时间不直线。最短路程原理,是最小作用量原理的早期错误表达,最短时间原理,是其推论。运行中电梯中的光,从这边到那边,在电梯中看来是直的,在地上看理论上是弯曲的——光被相对运动弯曲了。相对运动普遍存在,引力透镜现象表明,光线不直,最短时间原理指向光走最速曲线——测地线。
时空距离不变性。欧几里得几何,设定了五条公理,构建完美的三维空间——欧式空间——ds²=dx²+dy²+dz²。考虑时间效应,闵可夫斯基四维时空——闵式时空——ds²=dx²+dy²+dz²+(iCt)²。描述从过去到现在的点距,当ds\u003e0时,事件影响在未来——光锥之外发生;当ds=0时,事件影响刚刚光速到达——光锥表面发生;当ds\u003c0时,事件影响光速延迟持续到达——光锥内部发生。设沿X方向V匀速运动,坐标系0中dxo=Vdto,坐标系X中dx=0,坐标变换,时空距离ds不变,可得:dt=dto√(1-V²/C²),得出简单时间洛仑兹变换公式。闵氏时空、狭相描述过去与现在,并非现在与现在的对应关系——光速延迟效应。
过去发生影响现在,事件瞬时不可达。
二、质量等效原理——效应不可分。
奥卡姆剃刀不可丢。面对未知世界,理论上无限可能,方向全无,只有奥卡姆剃刀依然锋利,如无必要,勿増实体,假设可丟,剃刀不可丢。夜晚的天空是 黑的,一刀下去,剃去了稳恒无限的宇宙——否则天空得很亮,哈勃常数指出可观察宇宙正在膨胀。假设真空中光速不变,一刀下去,剃去了绝对真空——都有光在何以空谈,麦克斯韦方程组指出光速在均匀介质中不因参照改变。介质之内存有大量空隙,一刀下去,空隙中光速都一样为C,与介质无关。引力透镜现象存在,一刀下去,引力效应将光线普遍扳弯,光线不直。
相对论相对不可忘。光速不变原理导出洛仑兹变换,导出钟慢、尺缩、质增效应。狭义相对论描述了实际观察结果与相对运动的相对关系,相对不实在,动钟变慢,变得了别人的时间,自己的时间不会变,伴随自己的钟不动,别人的钟,只是在自己看起来变慢了。钟慢尺缩不分家,动钟变慢、动尺缩短共同协变。假设光速相对运动,动钟不走了,时间静止了,同时动尺也缩短为零了,距离将是无限远——永不可达不瞬时。
狭义相对论不狭义。早期狭义相对论,归功于洛仑兹变换,纠缠于惯性系,走不出思想上的狭义。绝对惯性系现实不存在,绝对不实在。洛仑兹变换的根在闵氏时空,ds不可变Ⅴ在变的闵氏时空,洛仑兹变换再微分,适用加速系。
质量之效应不分家。质量分惯性质量、引力质量两个不同概念。F=Ma,其中的M为惯性质量,其效应F在加速系a≠0中表现。F=GM1M2/R²,其中M1M2为引力质量,其效应F在惯性系a=0中表现。单摆惯性、引力效应并存,而周期只与摆长有关,与摆锤的质量、摆速无关,奥卡姆剃刀一刀下去,惯性质量与引力质量成正比,为单位制比例常数,更准确的厄阜拢扭实验10^-11精确度表明,适当单位制下,比例=1,不等于等于等同。
引力加速度不区分。等效原理——加速度与引力效应等效来源于爱因斯坦思想实验——太空电梯中无法区分。 广义相对论抛弃了惯性系,用加速参考系去抵消引力效应,将引力场视同为时空场,构建了时空曲率与能量动量张量的关系,得到了爱因斯坦场方程:
Guv=Ruv-Rguv/2=-8πGTuv/C^4。
不等于等于不等同。广相有个隐藏假设——引力效应传播速度为光速——13亿光年之外引力波与伽玛射线先后间隔1.7秒被分别观测到找到个实证。引力效应不等于光效应,数学上的等于,在物理学上意味着不等于、不等同。闵氏时空——ds²=dx²+dy²+dz²+(iCt)²,将时间与空间划上了等号。经典力学将平衡合力等同于0,合力动态平衡,0不等于0。量子力学,真空不等于真空。广义相对论,引力效应光速传播,剥除质量物质低速运动,剩余光速运动——闵氏时空ds=0——dx²+dy²+dz²=(Ct)²,此0——弯曲时空场+质量物质低速无引力效应运动=爱因斯坦场方程=广义相对论。
不等于等于等同,广相对应过去现在。
相对论相对相对,古往今来时间绝对。
结论:相对不实对,绝对不实在。
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预告,宇宙不系列七:光速不可改。