对相对论时空观的批判和改造
来源:网络 时间:2017-07-01 01:07:00
这就是光谱线“蓝移”的理论值,表示光从塔高H为射到地球表面,光频率变大。实际观测结果为2.46x10-15。
我们必须注意,虽然新理论的结论与广义相对论一样,但原因却不相同。
广义相对论认为,射线“蓝移” 的原因是:塔高H为处的引力场比塔底的引力场弱,因而塔高H为处的钟走得较快,故在塔底接收来自射线的光谱线频率较大。
新理论认为,射线“蓝移” 的原因是:从塔高H为处的射线运动到塔底时,由于其受到的力主要是来自于地球的引力,而该引力对光子做正功,引起光子能量的增加,其相应的频率增大(E=hν)。
如果从塔底将射线射向塔高H为处,由于其受到的力主要是来自于地球的引力,而该引力对光子做负功,引起光子能量的减少,其相应的频率减少(E=hν),出现“红移”现象。
为了检验关于射线“蓝移”的正确与否,我们可以做两个实验:
(1)在珠慕朗玛峰大约8000米海拔高度,或者1万米高空的飞机上,原地测出(不要从高射向低,也不要从低射向高)以上射线的频率;
(2)在广西的北海银滩原地测出以上射线的频率。
如果在高低两处测出以上 射线的频率满足以下关系式
(高处的频率较大):
Δν/ν0=gH/c2
则说明广义相对论正确,否则错误。
3、恒星光线的偏折
以遥远恒星光子的运动速度的前进方向为x轴负方向,建立平面坐标系x-o-y,在太阳引力场中,光子的运动速度非常大,运动质量m很小,它的偏角θ非常小, 光子在y轴方向的分运动速度非常小,所以:
F1sinθ+ F2=may=m(dvy/dt)
F1=(GMm/r2),
F2=(GMmv2/r2c2),对于光子,v=c,F2=(GMm/r2)
F1与F2大小相等,但方向不同。
光子在x轴方向的速度可以认为不变,为c≈dx/dt
sinθdx=rdθ, sinθ=R/r(R为太阳半径,r为光子与太阳中心的距离),在t时刻,光子运动速度与x轴负方向的夹角为dθ,当光子从+∞远处运动到-∞远处时(θ从而到π),光子的总偏角为:
θ=(GM/Rc2)∫(sinθ+1)dθ
=(2+π)GM/Rc2=2.2"
1919年5月,两组科学观测队分别进行第一次实际观测到, 恒星光线擦过太阳边缘到达地球的“总偏角”为1.98"+0.30 和1.61+0.12"。在各次日蚀中,至今已对400多颗恒星作了这种测量,观测数据的范围是从1.57" 到2.37",平均值是1.89"。
4、水星的“附加进动”
水星是离太阳最近的行星,它受太阳的引力场影响最大。实际观测表明,水星近日点的进动角为5600.73"/百年,其中,根据牛顿理论得出的进动角为5557.62"/百年(5025"来源于天文坐标系的旋转,占89.7%;约532"来源于其他行星的引力摄动,占9.5%,)。用牛顿理论,无法解释多余的进动角(附加进动)43.11"/百年(占0.8%)。
在太阳引力作用下,质量为m的水星作椭圆运动(当分析附加力的方向时,可认为水星作圆周运动,附加力近似指向圆心),F≈(GMm/r2)[1+(v2/c2)],
取单位制c=1,引力势为:V=(GM/r)[1+v2]
水星轨道方为:
(1/2)(dr/dt)2=E+(L2/2r2)+(GM/r)+(GMv2/r)
E为总能量, L=rv为单位质量的角动量。
利用(dψ/dt)=L/r2把上式化为r对ψ的微分方程:
[d2(1/r)/d2ψ] +(1/r)=(GM/L2)+(3GM/r2)
令u= GM/r,则得到轨道方程:
(d2u/d2ψ)+u=(GM/L)2+(3u2)……(13)
u =(GM/L)2[1+ecosψ+keψsinψ]
≈(GM/L)2{1+ecos[(1-3(GM/L)2 ]ψ}
该轨道的近日点将发生进动,近日点进动的标志是:
[1-3(GM/L)2]ψ=2nπ(n=0,1,2,3……),
ψ=2nπ/[(1-3(GM/L)2) ]≈2nπ[ (1+3(GM/L)2) ]
两个相邻的近日点方位角之差为:
Δψ=6π(GM/L)2)
代入水星数据,水星100年的“附加进动角”为:
ΔΦ=43(")
实际观测结果为:ΔΦ=43.11" ,
对于太阳系内的行星,都可认为作圆周运动,受到太阳的引力为:
F=(GMm/r2)[1+(v2/c2)]
其中, m=m0/[1-(v2/c2)]1/2
将下式展开,1/[1-(v2/c2)]1/2
F=(GMm0/r2){[1+(3v2/2c2)]+(7v4/8c4)+……}。
当行星的公转速度v<<c,二阶及其以上的小量被忽略时, F≈(GMm0/r2),新理论还原为经典力学的引力。
5、μ子和孪生子寿命
实验表明,μ子静止时的平均寿命为2.197X10-6秒,如果使μ子在磁场中作高速圆周运动,发现其平均寿命变为26.69X10-6秒, 寿命延缓了12倍多,与狭义相对论的理论值相符。以上分析问题是以地球为参考系的。
如果以固定在磁场中作高速圆周运动的物体作参考系,观测者看到,静止在地面上的μ子也是作高速圆周运动的,这样,静止在地面上的μ子平均寿命变为26.69X10-6秒, 寿命延缓了12倍多。
从表面看,以上两种结果似乎是矛盾的,实际上并不是如此。因为狭义相对论讨论问题被限制在惯性参考系范围之内,而速度只具有相对意义,但物体运动的加速度却有绝对的意义。当我们选择地球为近似惯性参考系的时候,即意味着,在磁场中作高速圆周运动μ子的加速度必须有绝对的意义。结论是:有绝对加速度的μ子的寿命延缓了,具体延缓了多少,与μ子相对地球的速度有关。
同理,当我们选择地球为近似惯性参考系的时候,双生子中的哥哥以接近光速的速度乘坐飞艇到太空旅行,返回后发现他弟弟比他老了许多。那是因为哥哥启航和返航时相对惯性参考系有绝对加速度,故哥哥寿命延缓了,具体延缓了多少,与哥哥相对地球的速度有关。
我们知道,在非惯性参考系(相对惯性参考系有加速度的参考系)中,要使经典力学定律仍然适用,必须引入惯性力的概念,而惯性力并不是一个真实的力,你根本无法知道惯性力的施力者是谁。虽然,相对非惯性参考系来说,惯性参考系是有加速度的,但在惯性参考系中却不能、也不需要引入惯性力的概念,这说明惯性参考系与非惯性参考系的地位是不平等的,物体运动的加速度有绝对的意义
6、雷达波延迟
在分析恒星的光线经过太阳表面被偏折的情况时,我们的新理论与广义相对论的结果是非常近似的。因而,在分析雷达波延迟的情况时,两者的结果也应该是非常近似的。不同的是,新理论认为,雷达波延迟是因为它经过星体表面附近时,受到星体引力发生偏折而多走了一段路程,但雷达波的速度不变,所以雷达波延迟。广义相对论认为,以上原因使雷达波返回时间延迟一半,另一半时间延迟是由于空间弯曲造成的。
7、引力波形式的一种可能
类比麦克斯韦电磁场方程的积分形式,我们假设引力场方程的积分形式为:
∮(S)E.dS=4πGM0
∮(L)E.dL=∫∫(のB/のt) . dS
∮(S)B.dS=4πGM0v2/c2
∮(L)B.dL=4πGv2/c2∫∫(のE/のt) . dS
设E的方向为x轴正方向,E与 B组成的平面在xoy
平面内,E与 B的夹角为θ,B在y轴的投影为Bcosθ,则
z轴正方向为引力波的传播方向。
我们假定,引力波的波动方程为:
(の2E/のz2)=k (の2E/のt2)
(の2B/のz2)= k(の2B/のt2)
其中,の为偏微分符号,k=4πG v2sin2θ/c2
则引力波的传播速度为:
Vy=1/k1/2=c/2v(πG) 1/2sinθ
对于水星:公转平均速度V=4.79x104(m/s), 椭圆轨道半长轴a=5.79x1010(m),偏心率e=0.2056, 半短轴b=5.67x1010(m),焦距c’=1.17x1010(m),光速c=3x108(m/s),万有引力恒量G=6.67x10-11,
水星运动到y轴上时,tgθ=(c/b)=0.206,sinθ=0.202
Vy=3.33 x108 c (m/s)≈c2
水星运动到其它位置时,sinθ的值更小,引力波的传播速度Vy更大。对于包括地球在内的其余8大行星,偏心率e更小,运行轨道更接近圆,sinθ的值更小,引力波的传播速度Vy更大。由此可推断:引力波的传播速度远远大于光速c。
对于以黑洞引力中心为圆心,以黑洞半径为半径作圆周运动的物体,sinθ趋向零,黑洞引力波的传播速度无穷大。
引力子的静止质量为负数,表明它所受外力的方向与其加速度的方向相反。
在我的另一篇论文《超光速物体的基本特性》中曾推算得如下结论:超光速物体具有穿透性!对于这种穿透性有两种理解:一是超光速物体完全表现为波动的性质,波具有穿透性;二是超光速物体完全表现为粒子的性质,当该超光速粒子与一普通物体正面碰撞时,将以无穷大速度沿物体表面到达物体背面,然后在瞬间改变为碰撞后的速度。
太阳的引力波可以完全穿透挡在它前面的水星以及其他任何星体而迅速抵达地&#
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