数学心

第四百二十五章 爱因斯坦狭义相对论(物理学)(1/2)

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麦克斯韦提出麦克斯韦方程组以后,就预言光是一种电磁波,并算出了电磁波的速度。

然后,奇怪的事情就发生了:麦克斯韦在没有选定任何参考系的情况下,就直接从方程组推出了电磁波的速度等于光速c。

我们在谈论光的速度时,一样也要先指明参考系。

那么,从麦克斯韦方程组推出的电磁波速度到底是哪个参考系下的速度呢?

因为电磁波的速度是直接从麦克斯韦方程组推出来的,所以,只要麦克斯韦方程组在某个参考系里成立,我们就可以说电磁波在这个参考系里的速度是光速c。

于是,上面的问题就有了一个等价的提法:麦克斯韦方程组到底在哪个参考系下成立?

如果麦克斯韦方程组在所有的惯性系下都成立(即满足相对性原理),那我们就可以说电磁波在所有的惯性系下的速度都是光速c。

如果麦克斯韦方程组只在某些特殊的参考系下成立(即不满足相对性原理),那么我们就只能说电磁波只在这些特殊的参考系下的速度是光速c。

于是,我们又进一步把“麦克斯韦方程组到底在哪个参考系下成立?”变成了“麦克斯韦方程组是否满足相对性原理?”。

这个逻辑大家一定要理清楚,不然下面就没法继续了。

不过,认为麦克斯韦方程组满足相对性原理,也就是认为“电磁波在所有惯性系下的速度都是光速c”太过离经叛道,也完全违反我们的直觉。

你想想,在所有参考系里速度都一样是个什么概念?

①第一章双生子问题

有画出了一种坐标,横轴表示空间,纵轴表示时间。

在惯性系上物体运动的轨迹是一条直线,非惯性系物体会有一个弯曲,以此表示非线性系物体经历了时间上的扭曲变化。

但是这也是看坐标系的,在地球上看,高速飞行的飞船时间有扭曲。

但以一个高速的为参考系的话,地球反而是那个时间扭曲的物体,告诉飞行的火箭反而成了静止状态了。

爱因斯坦认为,地球做的是惯性系运动,而飞船是非惯性系运动。

凭什么会这样呢?地球不也是受到太阳的拖拽吗?地球的运动是个螺线型的,同时太阳在银河系里也是这样的存在,凭什么就能把地球看做是一个标准的惯性系运动呢?

整个宇宙,也就是绝对时空(假如存在的话)是一个惯性系吗?

②第二章狄拉克方程难题

狄拉克方程是薛定谔方程预相对论的结合得到的。

有负能量、负物质、量子涨落、自旋这些重要概念产生。

但是却建立在不牢固的狭义相对论的基础上。

如果狭义相对论错了,那狄拉克方程,已经克莱因高登方程的结果是错误的。

需要深入思考了。

③第三章超光速理论

光速最快,逻辑上不成立。

超过光速,难道真空涨落阻止加速,那不就变相说明真空有以太吗?还的计算真空涨落飘移。所以不成立。

肯定有比光快的,甚至很多普通的天体比光快的比比皆是。

但是为什么天文望远镜无非探测到比光快的东西呢?因为望远镜的原理就是探测光子,所以受到了局限,即使是比299792458m/s还快很多的光过来了,我们也探测不到他们的速度,或者根本就探测不到。

对于299792458m/s这样的数值,是用谐振器探测出来的,还需要对这个实验进行深思可细细探究。

有些星球也许相对地球的运动速度就是超光速的,我们需要用其他办法来探测。比如用引力波,引力波不是光速传播的,引力波完全可以轻松超过光速。

④第四章索菲实验

这个实验讨论空气流动情况下光速飘逸。

把水作为了以太,然后推测水的流速不同的时候的光速变化。

所以迈克尔逊莫雷实验是一个受到空气干扰的实验,应该在真空中做才能看到光速的微弱变化?

⑤第五章微观世界中的狭义相对论

粒子场论以成熟。

可在微观高速粒子高速运动下,已经接近了可以出现相对论效应的现象。

会有钟慢、尺缩、质能变换等复杂效应出现。

但在一般量子力学只有一个φ的状态。

或者只有概率波、波粒二象性、位置动量测不准、时间能量测不准、纠缠态等。

这些前后之间是否会有联系?

从原子中飞出一个电子,会有一个φ这样的状态吗?哪怕是直线型的?这会出现量子效应吗?抑或这就是一维线性谐振子或者是德布罗意波这样的状态,一种波函数。

假如一个直线运动状态是φ1,受到光子作用后变为φ2的直线运动,这φ1和φ2之间变化连续吗?

难道是高速物质就会有量子化的过程吗?低速时,电子量子化程度很低。

⑥第六章合理的假设

1、以太和绝对空间不存在。

2、光的速度在任何坐标系下是常数可能也不对。

3、坐标系都是相对的依然正确。

4、广义相对论中,引力可以改变时间等量。

5、水星进动是由于太阳引力对光吸收造成,无狭义相对论效应。

6、现在使用的都是运动情况下的相对论。

7、量子力学中电磁力作用有道理,但不是狭义相对论方程。

8、迈克尔逊莫雷,可能受大气影响,在太空中会受到弱电磁力影响,在真空中会比c更快。或会有其它速度。

9、质量越大,引力传播越快。

10、无限大的质量才会有无限大引力。

11、任何物质传播过程中,由于耗散浓度降低,导致速度也随之变慢。

⑦第七章微观粒子世界线

宏观粒子世界线好画。

但是放大之后,微观粒子世界线,会不会对以前世界线造成冲击?

这些世界线之间不会有交叉。

⑧第八章相对论阻止

如果光速到最大,宇宙中有以太的话。

所有物体不能在相互运动中超过光速,甚至无法达到光速。

有可能是真空中有什么东西在阻止往更快的继续加速。

这也等价狭义相对论效应。

但这种阻止不会出现钟慢、尺缩等效应。

两个任意天体之间的速度会是任意值,其中也包含运动的光,这在逻辑上行得通。

如果以上结论不对,那只能认为宇宙中有一种特殊的胶水,不会让任何物体速度超过c。

这种胶水会阻止任何带电物质,唯独只能找引力波了。

也许引力波可以跑的比光快。

⑨第九章加速器疑惑

相对论是错的,

如何解释加速器中物体运动最高速度是光速?

其实加速器中物质的运动是在电场作用下加速的,说白了就是电磁波加速的。

电磁波的速度是受到了限制的,所以被加速物质最快的速度也不会超过给它加速的电磁波。

在加速器中常听说电子-电子对加速到几个GeV等。我们如何确定它们加速到这么大的?

是加速器所用的电力,还是测到碰撞产生所有或某个碎片导致?

能把电子加速到无限大,还是趋近一个值?

若是趋近一个值,那么这是否跟狭义相对论中光速最大值有关联?

电子之间的相互作用靠光子传递,电子的加速(减速)会有韧致辐射,是否与光子速度最大有关。

⑩第十章暗物质与狭义相对论之误

用光谱测红移,后发座星系团中各个星系相对于星系团的运动速度。

利用位力定理,发现星系弥散度高,仅靠星系团质量产生引力不能将星系团束缚在内。

认为这就是暗物质存在。

但是后来没有任何发现。

除了星际尘埃遮挡以外,还可能是跟狭义相对论之错误有关。

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