陈理士物理科普相对论

2021-9-30

相对论主要物理观点有:

1.     真空中光速守恒

2.     光的路径会由于受到引力而发生弯曲

3.     光波的频率会由于受到引力而发生改变(引力红移)

4.     物体的质量不是衡量;它随着物体能量的改变而改变,物体的静止质量M由方程

     E = MC2 表示,其中C是光速

5.     物体位置和运动在经典物理学中由三维表示,相对论提出了考虑光速的四维时空(“四维空间”)

   由于多普勒现象的出现,“宇宙膨胀”理论似乎有了依据,爱因斯坦放弃了“3.”改为支持宇宙膨胀理论。

本文以为,“四维时空”的提出是相对论的大贡献,在当今宇航时代,宇航工具速度越来越高,如果不考虑高速物体的位置信息以光速传播这一物理因素则后果十分严重!

“四维时空”才是对于宇宙空间问题的正确认识,相对论的成就和价值会永存。

 

网上讲解相对论的文章虽然很多,但是阅后感到了然的却没有。主要原因是,以上相对论主要物理观点没有因果关系、作用原理的配合,使人感到难以理解。尽管有200余个数学方程可增加其学术深细度,但理解的根本是机理,数学只能从量的角度辅助物理理论,却不能代替机理。至今无人能够回答:光速为什么守恒?引力如何让光弯曲?等等问题。

 为了使相对论容易理解,需要对上述1.——5. 加以分析,从理论上分清正误,去误存真。

1a. 关于“真空中光速守恒”:在相对论发表的1905年,人们对此还不能加以评论;而今天可以看出,这一命题显然存在问题,现在已知,广大宇宙空间都充满了电子,形成了空间电场,证据是处处可以传播光波,由光波波长小于μ(0.001毫米)估计,分布在空间电场中的电子的间距大约也在这个数值。因此,空间不会有宏大尺度的“真空”;即使假设空间有一处真空,在那里,空无一物,既不能发生光,也不能传播光,不存在“真空中光速”这一事物!

通常的“光速”,其实是指空间电场中光波的速度,空间光速受空间电场均匀程度的影响,如果附近有没有恒星、“超新星爆发”等电子发射源,空间电场均匀,在此空间光速能够比较稳定,相对于“弹性系数”“膨胀系数”等其它物理系数,可以说,空间光速还是比较恒定的。这是本文对于“真空中光速守恒”的改进意见,即相对论的“真空中光速守恒”应改为“空间光速在远离恒星和不发生超新星爆发的区域内比较稳定”。

 

2a.光的路径会由于受到恒星引力而发生弯曲吗?

光的路径在经过恒星附近发生“弯曲”是已经被测量到的,问题是,“弯曲”发生的原因是“引力”的作用吗?

“恒星对于其它物体的引力”其实就是万有引力,此力产生于恒星和那物体之间,相互作用。

迄今物理界根据力的大小,物理界将力分为四“种”,即强作用力、弱作用力、电磁力及弱的万有引力,迄今为止,没有一例实例证明这四种力能够影响光的传播路径,因此,若说远星星光路径弯曲是弱的万有引力造成而又提不出作用机理,是否缺乏说服力?

对此,本文如何解释?

答曰:实践表明,光在传播行程中直行还是弯行取决于“光介质”均匀还是不均匀,恒星乃是一个基本粒子发射场,恒星辐射使其附近空间产生电场梯度,因此,光线从这里经过相当于从不均匀空间电场中经过,发生弯曲乃是“折射”而已。因此,“引力弯曲”缺乏理论依据,应当是:空间折射效应使光路弯曲。

 

3a.远星光谱出现向红色谱线方向偏移一事,相对论曾经一度认为也是引力引起;按照产生原理,引力是双方发出的引力线相互作用产生的,“光”能够发出引力线吗?光波是电场(电子分布场)中传播的震荡,这里只有电子存在,只能发出斥力线而不能发出引力线,因此,光同星体间不能形成引力!“引力弯曲”乃是误会。那么,“红移”是如何发生的?

所有物理常数理论上都是不变的数值,如:弹性模数、膨胀系数、比热等等,光速也是一个物理常数,如果与此相关的物理因素不变,它们也不变, 但实际上这些“常数”“系数”都不会绝不变。因为现实做不到绝合乎理论。

远星的光波在空间经过了若干万年的传播,其强度已经大大衰减,速度有所减低可以理解,因为,那些模数、系数、常数也都是理论上守恒,现实情况却是它们都存在“发散”,没有一项真正做到绝守恒,因此,放弃绝化概念,光在极度衰减后速度有所降低,被接收到的频率减小,这是出现“红移”的真正原因。

 

4a.关于质量是否守恒?质量是否可以变能量?质量能量是否可以互变?这是物理学容不得失误的核心问题,以往陈理士网站上有《L12a 关于物质不灭与能量不灭规律》、《L45质量可变,误区斯进》、《L54“质量可变”——物理学的一次重大失误》、《D 03 物质和能量能否相互转变》、《D34a “质量可变”的后果》等文章反复进行了论证,目的是对现有理论加以改进。陈理士物理得到的结果是:

(1)历史那些似乎说明“质量可变”的实例,今天看来,都另有原因,都不是质量真正变了,迄今已经提不出一件真正说明质量可以改变的实例。“质量可变”是误会,背弃了物理学基本规律,因此是不正确理论。基本粒子不会变,物体的质量也不会变,“蜕变”“裂变”乃是基本粒子“群体”的结合方式之变而已。

     (2)相对论的 E = MC2 方程的问题有二,其一是,没有机理,真正静止的物质没有能量,陈理士物理发现,质量M之所以有核能是由于“静止物质”内部原子相当于一个微型涡旋星系,其中没有一个粒子静止不动,核能乃是这些粒子动能的总和。当测出质量M的原子能之后,可以由方程

E = 1/2MV2 计算基本粒子在原子内部涡旋的线速度V,V值可能大于光速C 

其二是,相对论说:“如果方程E = M/√1-q2 的q=0取秒为时间单位,就会得到E0=MC2”,它没有具体演绎,别人也没有演绎出这一结果。

由于核能很大,又没有估算方法,除了E = MC2似乎别无他法。本文建议,通过实验测量核能,推算V值,那样会比较准确。

  重要的是,质量与能量的“守恒”是物理学的基本规律,需要严守,一旦离开,必定陷入失误,这是对相对论“质量可变”的否定之否定。

5a.关于“四维时空”,应当在现代空间信息传输物理中置位,真实宇宙空间是三维,这是物理学和数学共同论定了的,其有效范围从0至无限远,不留间隙。宇宙间大大小小物质全存在于此空间中。只是由于物体信息的传播速度为光速,有速度就需要时间,当观察到远方有一颗“超新星爆发”出现,那其实已经是若干万年前的事。

相对论的“四维时空”理论在今天宇航时代意义重大,考虑了信息以光速传播,空间高速运动物体的速度、位置、形状才能准确真实。   (2021.9.26)

但是,狭义相对论的“四维时空”理论没有紧紧扣住光速对信息传播影响这一物理命题,而是偏重于多元函数空间坐标变换和坐标系变换的数学方程,使这部分内容实际进入了数学范围,令人难以理解;上世纪50年代中国学者曾经发表过运动物体因光速影响位置信息而进行修正的方程,这乃是事情的本质。

光速的影响是:(1)信息延迟:如果一忆光年外有一颗恒星发生“超新星爆炸”,人们有可能立即测量到引力波动,但是,只有过了一万年,才能观察到图像。(2)信息畸变:如果两物体间存在相对运动,其间的图像信息、时间信息受到光速影响而畸变;若相对运动速度接近光速,此影响将非常大。

经典物理学没有觉察到光具有速度,不意中置光速为无限大;狭义相对论开始在肯定光具有速度的前提下讨论物体在空间的坐标,运动,动量等内容,这无疑是划时代的改进,今人有义务在继承相对论正确物理观点的前提下,进一步向前推进,对不够完善的部分进行改善。   (2021.9.27)