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數(shù)學(xué)心

第四百二十五章 愛(ài)因斯坦狹義相對(duì)論(物理學(xué))

數(shù)學(xué)心 蔡澤禹 1418 2021-01-27 05:51:00

  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(méi)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?cè)谡務(wù)摴獾乃俣葧r(shí),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(gè)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(lái)的,所以,只要麥克斯韋方程組在某個(gè)參考系里成立,我們就可以說(shuō)電磁波在這個(gè)參考系里的速度是光速c。

  于是,上面的問(wèn)題就有了一個(gè)等價(jià)的提法:麥克斯韋方程組到底在哪個(gè)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(duì)性原理),那我們就可以說(shuō)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(duì)性原理),那么我們就只能說(shuō)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(gè)參考系下成立?”變成了“麥克斯韋方程組是否滿足相對(duì)性原理?”。

  這個(gè)邏輯大家一定要理清楚,不然下面就沒(méi)法繼續(xù)了。

  不過(guò),認(rèn)為麥克斯韋方程組滿足相對(duì)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(guò)離經(jīng)叛道,也完全違反我們的直覺(jué)。

  你想想,在所有參考系里速度都一樣是個(gè)什么概念?

  ①第一章雙生子問(wèn)題

  有畫(huà)出了一種坐標(biāo),橫軸表示空間,縱軸表示時(shí)間。

  在慣性系上物體運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條直線,非慣性系物體會(huì)有一個(gè)彎曲,以此表示非線性系物體經(jīng)歷了時(shí)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(shí)間有扭曲。

  但以一個(gè)高速的為參考系的話,地球反而是那個(gè)時(shí)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(ài)因斯坦認(rèn)為,地球做的是慣性系運(yùn)動(dòng),而飛船是非慣性系運(yùn)動(dòng)。

  憑什么會(huì)這樣呢?地球不也是受到太陽(yáng)的拖拽嗎?地球的運(yùn)動(dòng)是個(gè)螺線型的,同時(shí)太陽(yáng)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(gè)標(biāo)準(zhǔn)的慣性系運(yùn)動(dòng)呢?

  整個(gè)宇宙,也就是絕對(duì)時(shí)空(假如存在的話)是一個(gè)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(duì)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(duì)論的基礎(chǔ)上。

  如果狹義相對(duì)論錯(cuò)了,那狄拉克方程,已經(jīng)克萊因高登方程的結(jié)果是錯(cuò)誤的。

  需要深入思考了。

  ③第三章超光速理論

  光速最快,邏輯上不成立。

  超過(guò)光速,難道真空漲落阻止加速,那不就變相說(shuō)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(wú)非探測(cè)到比光快的東西呢?因?yàn)橥h(yuǎn)鏡的原理就是探測(cè)光子,所以受到了局限,即使是比299792458m/s還快很多的光過(guò)來(lái)了,我們也探測(cè)不到他們的速度,或者根本就探測(cè)不到。

  對(duì)于299792458m/s這樣的數(shù)值,是用諧振器探測(cè)出來(lái)的,還需要對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行深思可細(xì)細(xì)探究。

  有些星球也許相對(duì)地球的運(yùn)動(dòng)速度就是超光速的,我們需要用其他辦法來(lái)探測(cè)。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(guò)光速。

 ?、艿谒恼滤鞣茖?shí)驗(yàn)

  這個(gè)實(shí)驗(yàn)討論空氣流動(dòng)情況下光速飄逸。

  把水作為了以太,然后推測(cè)水的流速不同的時(shí)候的光速變化。

  所以邁克爾遜莫雷實(shí)驗(yàn)是一個(gè)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(duì)論

  粒子場(chǎng)論以成熟。

  可在微觀高速粒子高速運(yùn)動(dòng)下,已經(jīng)接近了可以出現(xiàn)相對(duì)論效應(yīng)的現(xiàn)象。

  會(huì)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(gè)φ的狀態(tài)。

  或者只有概率波、波粒二象性、位置動(dòng)量測(cè)不準(zhǔn)、時(shí)間能量測(cè)不準(zhǔn)、糾纏態(tài)等。

  這些前后之間是否會(huì)有聯(lián)系?

  從原子中飛出一個(gè)電子,會(huì)有一個(gè)φ這樣的狀態(tài)嗎?哪怕是直線型的?這會(huì)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(gè)直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是φ1,受到光子作用后變?yōu)棣?的直線運(yùn)動(dòng),這φ1和φ2之間變化連續(xù)嗎?

  難道是高速物質(zhì)就會(huì)有量子化的過(guò)程嗎?低速時(shí),電子量子化程度很低。

 ?、薜诹潞侠淼募僭O(shè)

  1、以太和絕對(duì)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(duì)。

  3、坐標(biāo)系都是相對(duì)的依然正確。

  4、廣義相對(duì)論中,引力可以改變時(shí)間等量。

  5、水星進(jìn)動(dòng)是由于太陽(yáng)引力對(duì)光吸收造成,無(wú)狹義相對(duì)論效應(yīng)。

  6、現(xiàn)在使用的都是運(yùn)動(dòng)情況下的相對(duì)論。

  7、量子力學(xué)中電磁力作用有道理,但不是狹義相對(duì)論方程。

  8、邁克爾遜莫雷,可能受大氣影響,在太空中會(huì)受到弱電磁力影響,在真空中會(huì)比c更快?;驎?huì)有其它速度。

  9、質(zhì)量越大,引力傳播越快。

  10、無(wú)限大的質(zhì)量才會(huì)有無(wú)限大引力。

  11、任何物質(zhì)傳播過(guò)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(huà)。

  但是放大之后,微觀粒子世界線,會(huì)不會(huì)對(duì)以前世界線造成沖擊?

  這些世界線之間不會(huì)有交叉。

  ⑧第八章相對(duì)論阻止

  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(dòng)中超過(guò)光速,甚至無(wú)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(jià)狹義相對(duì)論效應(yīng)。

  但這種阻止不會(huì)出現(xiàn)鐘慢、尺縮等效應(yīng)。

  兩個(gè)任意天體之間的速度會(huì)是任意值,其中也包含運(yùn)動(dòng)的光,這在邏輯上行得通。

  如果以上結(jié)論不對(duì),那只能認(rèn)為宇宙中有一種特殊的膠水,不會(huì)讓任何物體速度超過(guò)c。

  這種膠水會(huì)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。

  ⑨第九章加速器疑惑

  相對(duì)論是錯(cuò)的,

  如何解釋加速器中物體運(yùn)動(dòng)最高速度是光速?

  其實(shí)加速器中物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)是在電場(chǎng)作用下加速的,說(shuō)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(huì)超過(guò)給它加速的電磁波。

  在加速器中常聽(tīng)說(shuō)電子-電子對(duì)加速到幾個(gè)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(cè)到碰撞產(chǎn)生所有或某個(gè)碎片導(dǎo)致?

  能把電子加速到無(wú)限大,還是趨近一個(gè)值?

  若是趨近一個(gè)值,那么這是否跟狹義相對(duì)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(huì)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(duì)論之誤

  用光譜測(cè)紅移,后發(fā)座星系團(tuán)中各個(gè)星系相對(duì)于星系團(tuán)的運(yùn)動(dòng)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(lái)沒(méi)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(duì)論之錯(cuò)誤有關(guān)。

  高能輻射會(huì)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(guò)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(jiàn)光波段的,所以需要特定實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。

  但這個(gè)意義是否具備,因?yàn)榛蛟S一直會(huì)是未相干反應(yīng)。

  而這個(gè)不是狹義相對(duì)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(shuō)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(gè)方向都一樣。但各向異性說(shuō)明了光速這個(gè)假設(shè)出現(xiàn)了問(wèn)題?

  我們?cè)撊绾慰创@個(gè)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(lái)的高能宇宙線是有很多高于光速的。

  測(cè)高速粒子,不用狹義相對(duì)論公式,而是用純牛頓公式計(jì)算。

  低速度的光只見(jiàn)看到多年前的樣子,高速光能看到不久前的樣子。

  原來(lái)邁克爾遜測(cè)量的是光子的相對(duì)速度,而光速真正的速度是它的絕對(duì)速度。

  也許可以根據(jù)銀河系的旋轉(zhuǎn)來(lái)先找可以超光速的星球。用地球位置來(lái)探測(cè)到它。

  能量越高的粒子速度越快。

  14第十五章相對(duì)論與溫度

  不僅僅要研究宏觀領(lǐng)域的相對(duì)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(duì)論效應(yīng)了?

  畢竟高溫的話也就變成相對(duì)論性的了。

  在超高溫度下,很多原子分子熱運(yùn)動(dòng)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(duì)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(duì)論。

  所以僅僅是關(guān)于光是相對(duì)論的嗎?

  更或許,光本來(lái)就是組成世界的一部分,導(dǎo)致相對(duì)論對(duì)所有物質(zhì)有影響。

  那為什么相對(duì)論對(duì)光有影響呢?是因?yàn)楣庥心撤N特殊性嗎?相對(duì)論性是光的一個(gè)性質(zhì)嗎?

  16第十七章電生磁的尺度

  電子移動(dòng)會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。移動(dòng)速度越高,則磁場(chǎng)越強(qiáng)。

  在地球上做一個(gè)低速運(yùn)動(dòng),會(huì)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)。

  地球在銀河系中會(huì)是一個(gè)高速,地球上產(chǎn)生的磁場(chǎng)就就變得很大了。

  在地球上是感受不到如此強(qiáng)大的磁場(chǎng)的,只有相對(duì)地球很快的物體才能感受到。

  而地球上去感受來(lái)自銀河系的大磁場(chǎng),也是同樣的原理,是別的東西相對(duì)地球很快。

  而地球相對(duì)于更大的宏觀的呢?是不是會(huì)有更強(qiáng)的磁場(chǎng)呢?這個(gè)也是很有可能的。

  我們只知道地球局部的磁場(chǎng),不能感受到宏觀的那種極大的磁場(chǎng)。

  17第十八章黑洞不存在問(wèn)題

  黑洞沒(méi)有探測(cè)到過(guò),只是理論中一直說(shuō)。

  萬(wàn)一沒(méi)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(huì)把更快的光吸進(jìn)去的。

  所以2015年對(duì)黑洞的計(jì)算結(jié)果,有人為主觀的因素,其中就是對(duì)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(huì)按照牛頓的那個(gè)定義存在了。

  頂多在原子被壓縮到錢(qián)德拉塞卡極限的時(shí)候,成為了特殊的致密狀態(tài),不會(huì)出現(xiàn)廣義相對(duì)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(gè)也不對(duì)了。

  黑洞不存在,是算法算出來(lái)的,是在一個(gè)錯(cuò)誤的假設(shè)上。

  18第十九章用引力透鏡

  廣義相對(duì)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(lái)研究。

  超光速粒子(包括γ)會(huì)有一個(gè)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(huì)超過(guò)c的種種行為的現(xiàn)象。

  用觀測(cè)M87的數(shù)據(jù)是否可以觀測(cè)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(cè)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(duì)于光速判斷時(shí),我們往往只考慮其波動(dòng)性,沒(méi)有考慮過(guò)粒子性。

  所以c=299792458m/s是波動(dòng)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(gè)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(cè)量。

  動(dòng)量的碰撞是一個(gè)最簡(jiǎn)單的辦法。

  之前曾認(rèn)為光的靜止質(zhì)量為0,而動(dòng)光子質(zhì)量不為0,不就是這個(gè)道理嗎?

  所以我們需要去測(cè)量單個(gè)光子的光壓。

  光是存在光壓的,正是因?yàn)閱蝹€(gè)光子對(duì)物質(zhì)有動(dòng)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(shí)因?yàn)樗俣炔蛔?,僅是測(cè)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(lái)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(huì)有這種效應(yīng),就說(shuō)明光子不具備等速性。

  20第二十一章中子速度測(cè)量

  帶點(diǎn)粒子容易受磁場(chǎng)影響,速度會(huì)被限制。

  所以可以測(cè)量中子的速度,很可能會(huì)有更快的速度。

  可能會(huì)有任意快的速度。

  如何測(cè)量中子速度,只需要?jiǎng)恿孔矒簟?p>  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(huì)越多,就會(huì)有某種分布的形狀。

  只要這個(gè)形狀越大,就說(shuō)明中子能量越大。

  我們就只需要來(lái)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(shì)必會(huì)出現(xiàn)一種極限。這種星球繼續(xù)壓縮,肯定會(huì)出現(xiàn)超光速的運(yùn)動(dòng)。

  但是物理學(xué)中不允許出現(xiàn)這樣的情況,所以按照相對(duì)論而言,這就會(huì)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(huì)讓被壓縮的內(nèi)部的粒子的運(yùn)動(dòng)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(guò)速的超重天體是否存在。

  天文學(xué)家繼續(xù)分析,會(huì)有一種超重天體,內(nèi)部會(huì)發(fā)生某種反壓縮,之后會(huì)被強(qiáng)制性推開(kāi)。

  我認(rèn)為如果相對(duì)論是錯(cuò)誤的,那不妨就認(rèn)為以上天文學(xué)家假設(shè)是錯(cuò)誤即可。

  那我的意思就是天體內(nèi)部會(huì)有超光速運(yùn)動(dòng)了。那也會(huì)有一種對(duì)于的熱力學(xué)方程了。

  這種熱力學(xué)方程當(dāng)然說(shuō)相對(duì)論里無(wú)法支持的,但我認(rèn)為這個(gè)自然存在。

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