第四百二十五章 愛因斯坦狹義相對論(物理學(xué))
麥克斯韋提出麥克斯韋方程組以后,就預(yù)言光是一種電磁波,并算出了電磁波的速度。
然后,奇怪的事情就發(fā)生了:麥克斯韋在沒有選定任何參考系的情況下,就直接從方程組推出了電磁波的速度等于光速c。
我們在談?wù)摴獾乃俣葧r,一樣也要先指明參考系。
那么,從麥克斯韋方程組推出的電磁波速度到底是哪個參考系下的速度呢?
因?yàn)殡姶挪ǖ乃俣仁侵苯訌柠溈怂鬼f方程組推出來的,所以,只要麥克斯韋方程組在某個參考系里成立,我們就可以說電磁波在這個參考系里的速度是光速c。
于是,上面的問題就有了一個等價的提法:麥克斯韋方程組到底在哪個參考系下成立?
如果麥克斯韋方程組在所有的慣性系下都成立(即滿足相對性原理),那我們就可以說電磁波在所有的慣性系下的速度都是光速c。
如果麥克斯韋方程組只在某些特殊的參考系下成立(即不滿足相對性原理),那么我們就只能說電磁波只在這些特殊的參考系下的速度是光速c。
于是,我們又進(jìn)一步把“麥克斯韋方程組到底在哪個參考系下成立?”變成了“麥克斯韋方程組是否滿足相對性原理?”。
這個邏輯大家一定要理清楚,不然下面就沒法繼續(xù)了。
不過,認(rèn)為麥克斯韋方程組滿足相對性原理,也就是認(rèn)為“電磁波在所有慣性系下的速度都是光速c”太過離經(jīng)叛道,也完全違反我們的直覺。
你想想,在所有參考系里速度都一樣是個什么概念?
①第一章雙生子問題
有畫出了一種坐標(biāo),橫軸表示空間,縱軸表示時間。
在慣性系上物體運(yùn)動的軌跡是一條直線,非慣性系物體會有一個彎曲,以此表示非線性系物體經(jīng)歷了時間上的扭曲變化。
但是這也是看坐標(biāo)系的,在地球上看,高速飛行的飛船時間有扭曲。
但以一個高速的為參考系的話,地球反而是那個時間扭曲的物體,告訴飛行的火箭反而成了靜止?fàn)顟B(tài)了。
愛因斯坦認(rèn)為,地球做的是慣性系運(yùn)動,而飛船是非慣性系運(yùn)動。
憑什么會這樣呢?地球不也是受到太陽的拖拽嗎?地球的運(yùn)動是個螺線型的,同時太陽在銀河系里也是這樣的存在,憑什么就能把地球看做是一個標(biāo)準(zhǔn)的慣性系運(yùn)動呢?
整個宇宙,也就是絕對時空(假如存在的話)是一個慣性系嗎?
?、诘诙碌依朔匠屉y題
狄拉克方程是薛定諤方程預(yù)相對論的結(jié)合得到的。
有負(fù)能量、負(fù)物質(zhì)、量子漲落、自旋這些重要概念產(chǎn)生。
但是卻建立在不牢固的狹義相對論的基礎(chǔ)上。
如果狹義相對論錯了,那狄拉克方程,已經(jīng)克萊因高登方程的結(jié)果是錯誤的。
需要深入思考了。
?、鄣谌鲁馑倮碚?p> 光速最快,邏輯上不成立。
超過光速,難道真空漲落阻止加速,那不就變相說明真空有以太嗎?還的計(jì)算真空漲落飄移。所以不成立。
肯定有比光快的,甚至很多普通的天體比光快的比比皆是。
但是為什么天文望遠(yuǎn)鏡無非探測到比光快的東西呢?因?yàn)橥h(yuǎn)鏡的原理就是探測光子,所以受到了局限,即使是比299792458m/s還快很多的光過來了,我們也探測不到他們的速度,或者根本就探測不到。
對于299792458m/s這樣的數(shù)值,是用諧振器探測出來的,還需要對這個實(shí)驗(yàn)進(jìn)行深思可細(xì)細(xì)探究。
有些星球也許相對地球的運(yùn)動速度就是超光速的,我們需要用其他辦法來探測。比如用引力波,引力波不是光速傳播的,引力波完全可以輕松超過光速。
?、艿谒恼滤鞣茖?shí)驗(yàn)
這個實(shí)驗(yàn)討論空氣流動情況下光速飄逸。
把水作為了以太,然后推測水的流速不同的時候的光速變化。
所以邁克爾遜莫雷實(shí)驗(yàn)是一個受到空氣干擾的實(shí)驗(yàn),應(yīng)該在真空中做才能看到光速的微弱變化?
⑤第五章微觀世界中的狹義相對論
粒子場論以成熟。
可在微觀高速粒子高速運(yùn)動下,已經(jīng)接近了可以出現(xiàn)相對論效應(yīng)的現(xiàn)象。
會有鐘慢、尺縮、質(zhì)能變換等復(fù)雜效應(yīng)出現(xiàn)。
但在一般量子力學(xué)只有一個φ的狀態(tài)。
或者只有概率波、波粒二象性、位置動量測不準(zhǔn)、時間能量測不準(zhǔn)、糾纏態(tài)等。
這些前后之間是否會有聯(lián)系?
從原子中飛出一個電子,會有一個φ這樣的狀態(tài)嗎?哪怕是直線型的?這會出現(xiàn)量子效應(yīng)嗎?抑或這就是一維線性諧振子或者是德布羅意波這樣的狀態(tài),一種波函數(shù)。
假如一個直線運(yùn)動狀態(tài)是φ1,受到光子作用后變?yōu)棣?的直線運(yùn)動,這φ1和φ2之間變化連續(xù)嗎?
難道是高速物質(zhì)就會有量子化的過程嗎?低速時,電子量子化程度很低。
?、薜诹潞侠淼募僭O(shè)
1、以太和絕對空間不存在。
2、光的速度在任何坐標(biāo)系下是常數(shù)可能也不對。
3、坐標(biāo)系都是相對的依然正確。
4、廣義相對論中,引力可以改變時間等量。
5、水星進(jìn)動是由于太陽引力對光吸收造成,無狹義相對論效應(yīng)。
6、現(xiàn)在使用的都是運(yùn)動情況下的相對論。
7、量子力學(xué)中電磁力作用有道理,但不是狹義相對論方程。
8、邁克爾遜莫雷,可能受大氣影響,在太空中會受到弱電磁力影響,在真空中會比c更快。或會有其它速度。
9、質(zhì)量越大,引力傳播越快。
10、無限大的質(zhì)量才會有無限大引力。
11、任何物質(zhì)傳播過程中,由于耗散濃度降低,導(dǎo)致速度也隨之變慢。
?、叩谄哒挛⒂^粒子世界線
宏觀粒子世界線好畫。
但是放大之后,微觀粒子世界線,會不會對以前世界線造成沖擊?
這些世界線之間不會有交叉。
?、嗟诎苏孪鄬φ撟柚?p> 如果光速到最大,宇宙中有以太的話。
所有物體不能在相互運(yùn)動中超過光速,甚至無法達(dá)到光速。
有可能是真空中有什么東西在阻止往更快的繼續(xù)加速。
這也等價狹義相對論效應(yīng)。
但這種阻止不會出現(xiàn)鐘慢、尺縮等效應(yīng)。
兩個任意天體之間的速度會是任意值,其中也包含運(yùn)動的光,這在邏輯上行得通。
如果以上結(jié)論不對,那只能認(rèn)為宇宙中有一種特殊的膠水,不會讓任何物體速度超過c。
這種膠水會阻止任何帶電物質(zhì),唯獨(dú)只能找引力波了。
也許引力波可以跑的比光快。
?、岬诰耪录铀倨饕苫?p> 相對論是錯的,
如何解釋加速器中物體運(yùn)動最高速度是光速?
其實(shí)加速器中物質(zhì)的運(yùn)動是在電場作用下加速的,說白了就是電磁波加速的。
電磁波的速度是受到了限制的,所以被加速物質(zhì)最快的速度也不會超過給它加速的電磁波。
在加速器中常聽說電子-電子對加速到幾個GeV等。我們?nèi)绾未_定它們加速到這么大的?
是加速器所用的電力,還是測到碰撞產(chǎn)生所有或某個碎片導(dǎo)致?
能把電子加速到無限大,還是趨近一個值?
若是趨近一個值,那么這是否跟狹義相對論中光速最大值有關(guān)聯(lián)?
電子之間的相互作用靠光子傳遞,電子的加速(減速)會有韌致輻射,是否與光子速度最大有關(guān)。
?、獾谑掳滴镔|(zhì)與狹義相對論之誤
用光譜測紅移,后發(fā)座星系團(tuán)中各個星系相對于星系團(tuán)的運(yùn)動速度。
利用位力定理,發(fā)現(xiàn)星系彌散度高,僅靠星系團(tuán)質(zhì)量產(chǎn)生引力不能將星系團(tuán)束縛在內(nèi)。
認(rèn)為這就是暗物質(zhì)存在。
但是后來沒有任何發(fā)現(xiàn)。
除了星際塵埃遮擋以外,還可能是跟狹義相對論之錯誤有關(guān)。
高能輻射會有更高速度。
以此,不同能譜的輻射。
11第十一章不同頻率光
邁克爾遜實(shí)驗(yàn)考慮過不同光子頻率嗎?
不同頻率光子也許相干方式不同。
邁克爾遜實(shí)驗(yàn)是可見光波段的,所以需要特定實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。
但這個意義是否具備,因?yàn)榛蛟S一直會是未相干反應(yīng)。
而這個不是狹義相對論的性質(zhì)。
12第十二章各向異性
各向異性高能物理實(shí)驗(yàn),說明了邁克爾遜實(shí)驗(yàn)結(jié)果有誤嗎?
按照邁克爾遜實(shí)驗(yàn)原理,應(yīng)該各個方向都一樣。但各向異性說明了光速這個假設(shè)出現(xiàn)了問題?
我們該如何看待這個實(shí)驗(yàn),當(dāng)然免不了光的強(qiáng)度的影響。
13第十三章銀心的射線
銀心來的高能宇宙線是有很多高于光速的。
測高速粒子,不用狹義相對論公式,而是用純牛頓公式計(jì)算。
低速度的光只見看到多年前的樣子,高速光能看到不久前的樣子。
原來邁克爾遜測量的是光子的相對速度,而光速真正的速度是它的絕對速度。
也許可以根據(jù)銀河系的旋轉(zhuǎn)來先找可以超光速的星球。用地球位置來探測到它。
能量越高的粒子速度越快。
14第十五章相對論與溫度
不僅僅要研究宏觀領(lǐng)域的相對論效應(yīng)。
畢竟宏觀物質(zhì)也是由微觀物質(zhì)組成的,如果溫度增高,是否也要考慮相對論效應(yīng)了?
畢竟高溫的話也就變成相對論性的了。
在超高溫度下,很多原子分子熱運(yùn)動變得很快,快到了發(fā)生鐘慢尺縮等效應(yīng)。
15第十六章相對論僅僅是光學(xué)方面的效應(yīng)嗎?
因?yàn)槭墙忉尮?,才出現(xiàn)了相對論。
所以僅僅是關(guān)于光是相對論的嗎?
更或許,光本來就是組成世界的一部分,導(dǎo)致相對論對所有物質(zhì)有影響。
那為什么相對論對光有影響呢?是因?yàn)楣庥心撤N特殊性嗎?相對論性是光的一個性質(zhì)嗎?
16第十七章電生磁的尺度
電子移動會產(chǎn)生磁場。移動速度越高,則磁場越強(qiáng)。
在地球上做一個低速運(yùn)動,會產(chǎn)生一個磁場。
地球在銀河系中會是一個高速,地球上產(chǎn)生的磁場就就變得很大了。
在地球上是感受不到如此強(qiáng)大的磁場的,只有相對地球很快的物體才能感受到。
而地球上去感受來自銀河系的大磁場,也是同樣的原理,是別的東西相對地球很快。
而地球相對于更大的宏觀的呢?是不是會有更強(qiáng)的磁場呢?這個也是很有可能的。
我們只知道地球局部的磁場,不能感受到宏觀的那種極大的磁場。
17第十八章黑洞不存在問題
黑洞沒有探測到過,只是理論中一直說。
萬一沒有呢?
如果超光速理論成立的話,光不是最快299792458m/s的速度,那黑洞不會把更快的光吸進(jìn)去的。
所以2015年對黑洞的計(jì)算結(jié)果,有人為主觀的因素,其中就是對光速是299792458m/s這樣的結(jié)論去計(jì)算的。
如果拋去以上結(jié)論,那黑洞就不會按照牛頓的那個定義存在了。
頂多在原子被壓縮到錢德拉塞卡極限的時候,成為了特殊的致密狀態(tài),不會出現(xiàn)廣義相對論的那種奇點(diǎn)。
所以奇點(diǎn)不存在了,那2020年諾貝爾彭羅斯的那個也不對了。
黑洞不存在,是算法算出來的,是在一個錯誤的假設(shè)上。
18第十九章用引力透鏡
廣義相對論驗(yàn)證用了日食,找到星光偏轉(zhuǎn)。
所以超光速理論可以用黑洞產(chǎn)生的引力透鏡來研究。
超光速粒子(包括γ)會有一個小的偏轉(zhuǎn)。
在計(jì)算上符合黎曼幾何學(xué),去計(jì)算這種可能會超過c的種種行為的現(xiàn)象。
用觀測M87的數(shù)據(jù)是否可以觀測到?需M87后有高能粒子束,
是否有?如何找?是超新星遺跡?是背景輻射?如何確認(rèn),或者同事確認(rèn)?
黑洞引力透鏡測超光速上的幾何是復(fù)合黎曼幾何的。
也能用類似鏡頭校正算法計(jì)算(黑白方格)黑洞透鏡上的僅光速c偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象,與任何速度的偏轉(zhuǎn)有何區(qū)別。
19第二十章光粒子性
以前對于光速判斷時,我們往往只考慮其波動性,沒有考慮過粒子性。
所以c=299792458m/s是波動性速度。
而光的粒子性速度,我們是不知道的,或者那完全是一個獨(dú)立的概念。
可以是任意的數(shù)值,需要一種特殊的方法去測量。
動量的碰撞是一個最簡單的辦法。
之前曾認(rèn)為光的靜止質(zhì)量為0,而動光子質(zhì)量不為0,不就是這個道理嗎?
所以我們需要去測量單個光子的光壓。
光是存在光壓的,正是因?yàn)閱蝹€光子對物質(zhì)有動量碰撞。
超快光速光子肯定有很強(qiáng)的光壓。
之前認(rèn)為光是最快速,同時因?yàn)樗俣炔蛔儯瑑H是測量同種頻率的光。而同頻率的光有相干性。
需要考慮的是,不同頻率的光再來一次邁克爾遜-干涉實(shí)驗(yàn)。
argo這次的康普頓蓋亭效應(yīng),如果選取其中的r成分依然會有這種效應(yīng),就說明光子不具備等速性。
20第二十一章中子速度測量
帶點(diǎn)粒子容易受磁場影響,速度會被限制。
所以可以測量中子的速度,很可能會有更快的速度。
可能會有任意快的速度。
如何測量中子速度,只需要動量撞擊。
撞擊能力越強(qiáng)的,中子速度就越快。
撞擊能力越強(qiáng),濺射的碎片就會越多,就會有某種分布的形狀。
只要這個形狀越大,就說明中子能量越大。
我們就只需要來找這種形狀即可。
那南極冰立方,或許就不是中微子,也許就是快速的中子。
如此巨大的能量,也許就超越了光速了。
21第二十二章巨大天體中心粒子的速度
如果巨大天體中心粒子的速度到達(dá)光速,勢必會出現(xiàn)一種極限。這種星球繼續(xù)壓縮,肯定會出現(xiàn)超光速的運(yùn)動。
但是物理學(xué)中不允許出現(xiàn)這樣的情況,所以按照相對論而言,這就會被迫發(fā)生爆炸。這就是當(dāng)天體到達(dá)一定質(zhì)量的話的爆炸了。
需要計(jì)算多大的天體,會讓被壓縮的內(nèi)部的粒子的運(yùn)動達(dá)到多快,找出這樣的的表達(dá)式。
之后確認(rèn)那種壓縮出超過速的超重天體是否存在。
天文學(xué)家繼續(xù)分析,會有一種超重天體,內(nèi)部會發(fā)生某種反壓縮,之后會被強(qiáng)制性推開。
我認(rèn)為如果相對論是錯誤的,那不妨就認(rèn)為以上天文學(xué)家假設(shè)是錯誤即可。
那我的意思就是天體內(nèi)部會有超光速運(yùn)動了。那也會有一種對于的熱力學(xué)方程了。
這種熱力學(xué)方程當(dāng)然說相對論里無法支持的,但我認(rèn)為這個自然存在。