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回复沈先生:等效原理与引力场中光速变慢的联系。
[楼主] 作者:逆子  发表时间:2002/05/24 17:17
点击:603次

沈先生谈到::我对你的计算表示惊讶。我也不清楚你倒底有没有详细推导过,还是凭主观估算。还有,我认为你根本就没有看到过广义相对论对雷达回波的完整数学推导。按照一般的智力状况,在没有看到过广义相对论对雷达回波的完整数学推导,是不可能区分出弯曲空间波程增加和光速变慢的,因为两者存在交互关系,还与认为定义有关(凡是不具有广义坐标变换不变性的量都是没有意义的,所以广义相对论一般不去区分波程增加和光速变慢),你有这么一个本事能区分,我表示怀疑。我认为完整的数学推导说明了一切,这完整的数学推导中哪些是属于波程增加,哪些是属于光速变慢,其区分意义不是很大。就如“引力磁场”概念一样,一般是不作区分的,但有时也偶尔提一下。 ------------------------------------------------------------------ 逆子的回复:掠过太阳表面光线的偏折,当年是由爱氏推算出的,并且推算的结果能观测结果较好地吻合,这样,这就成了时空弯曲的主要证据之一。爱氏是如何推算的呢?爱氏是利用引力势差与惠更斯原理来推算的。 以上仅是光线偏角的推算,当人们利用雷达波来重复此实验时,发出雷达波的回波有延时现象,如果以爱氏当初的推算法是无法作出解释的。原有的解释可以认为由于光线的弯曲增加了光程,光程的增大形成了回波的延时。可是,以波程增大计算在内的话,还是与观测结果相差四个数量级。这样,爱氏又作了如下的解释:雷达回波的延迟是由于落入引力场中的变慢所致。 我们知道,等效原理可以导出引力场中光线变慢的结论来。可是,等效原理中的光线变慢是有它的条件的。当光线逆引力场传播时,它会变慢;顺着引力场方向的光线传播速度不是变慢,而是加快。垂直于引力方向的光线速度不变。而掠过太阳表面的光线正是垂直于引力方向传播的。既是它有变慢的可能,也不可能有观测中的数量级。 本来,等效原理就是解决引力场中光线问题的。落入引力场中的光线如同一个自由落体的运动。比如说,落入地面的光线,光它平行于地面传播时,它应有每秒9.8米的下落加速度。切记!这是一个加速度,不是匀速度。这个速度也由等效原理直接推导出来。太阳的质量是地球质量的一百多万倍,它的引力之强大是地球引力不可比拟的。这样,太阳表面的自由落体的下落加速度是多少,光子的下落加速度就应是多少。爱氏何苦有惠更斯原理与引力势差来作麻烦的推算呢?难道说,在这里等效原理失效了吗?如把落入太阳引力场中的光子比作一个自由落体的话,爱氏完全可以用简单的力学原理就可以推算出其运动规迹,计算出其偏角,爱氏采用引力势差的推导方法你觉得合理吗?这光线弯曲与变慢的推导中是否有违等效原理? 沈先生,你已是一个相对论的随风者,对相对论不仅是认同,而且达到迷信的程度。爱氏是人不是神。他作为一个普通的凡人难道一点错误也没有吗?爱氏也不是一个什么科学家专业户,当年写发表狭义相对论时,他也仅是一个专利局的一个普通职员而已。他是真正的民间科学者。你与爱氏相比,你缺少什么。是今天的科技水平不如当年,还是你的学历不如爱氏,要么是你有见识不如爱氏。结论只有一个:迷信权威,缺少自信。 沈先生,你不妨发等效原理为基础出发,来推导一下太阳表面的光线偏折角。落入太阳表面的光线与太阳表面的自由落体的加速度一样,推算出的偏角会远远大于观测值。况且,引力场变慢,它又是如何变慢的。如果说垂直于引力场方向的光线也会变慢的话,这个效应能从等效原理中推导出来吗?这个不涉及到座标变换的问题。 另,麻烦沈先生查证一下,太阳表面自由落体的加速度是多少,如有哪位网友有此确切数据,烦请告知。

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逆子
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 [2楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2002/05/24 21:43 

我从来不迷信爱因斯坦,对爱因斯坦当年推导光线弯曲的方法并不感兴趣(我看到过他的方法。不过我更喜欢一般书上完全从短程线方程出发的方法。)你对爱因斯坦当年的方法感兴趣,这是好事。不过我觉得你在滥用这个方法。爱因斯坦当年求光线偏折的方法是在他的场方程还没有被解出来之前。诚然,对于光线弯曲,的确可以不用场方程就能研究的(你也在这么做)。但是,我认为对于雷达回波,一定不合适再用这个方法,一定必须用场方程出发(也就是一般相对论书上的完整推导)。雷达回波延迟求得是时间,与光线偏折比较,要麻烦一些。所以,我认为你想不从场方程出发,直接用一些时间变慢,光速变慢或者光程变长的思想来计算,肯定会存在一些难以估计到的漏洞。 《大学物理》有人证明,从场方程的完整推导出发,反过来研究,发现光线变慢在雷达回波问题上贡献甚微。 建其
 [3楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2002/05/24 21:47 

你提供的想法和路子,可以作为思考的问题。但是,说实在的,我认为意义不大。我们已经有了严谨完整的从场方程出发的推导,而场方程遵守等效原理,何必再做您的拆组计算呢?
[楼主]  [4楼]  作者:逆子  发表时间: 2002/05/24 22:16 

看来,你还是不能正面回答我的问题。
等效原理是爱氏所作的惊人之举,也就是由此导出广义相对论。既然光能被此力所弯曲,那么雷达束与光同属电磁波,只是频率上的差别,光能被引力所弯曲,那么雷达束也可能被引力所弯,这也成了一个很为自然的事了。 是的,雷达回波延迟求得是时间,为什么形成它时间的延迟呢?无论你是用场程来推算,还是用什么新的方法,并且大家还没有公认的方法来计算它。总之,最终的一点是可以肯定的,雷达束这所以被引力所吸引是广义相对论的等效原理推导出来的。所以说,所有的推证方法不能与等效原理相悖,否则的话就是否定等效原理,也就不应采用什么时空弯曲的证据了。用简单的自由落体来取代光子完全可以求证光子的传播规迹,并且这个方法不失等效原理的原意,推导方法也比较简便,为何相对论者非要走别的途径来论证呢?你不觉得其中有问题吗?

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逆子
 [5楼]  作者:physicist  发表时间: 2002/05/25 02:13 

为什么不直接用自由落体?很简单
因为不知道重力加速度,后者还得从场方程出发求解。
 [6楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2002/05/25 09:40 

回复:你说的完全是莫须有。怎么说没有公认的推导方法呢?怎么说从短程线方法和场方程出发是违反等效原理呢?
你说的完全是莫须有。怎么说没有公认的推导方法呢?怎么说从短程线方法和场方程出发是违反等效原理呢? 注意,从短程线方法和场方程出发是相对论的标准方法,是唯一不会丢三拉四的方法,是唯一自动得到完整结果的方法。 你的方法,不是说不可以,但是容易犯丢三拉四的错误。如果从从短程线方法和场方程出发得到完整的推导,再反过来来考察补全你的方法,就能得到你的方法的正确解法。直接用你的方法来算,除了光线弯曲还可以(但爱因斯坦曾经也犯过错误,得到的结论只有一半(1914年)。1916年,场方程被Shwarchild解出。)对水星惊动,也用这套方法,没有人会有这么个智力能不丢三拉四(我认为你目前所存在的困惑,就是属于这么一个情况)。因为毕竟相对论效应属于四维协变效应,必须从完整的方程做完整的推导才不至于犯丢三拉丝的错误。 你目前所存在的质疑或者说困惑,从短程线方法和场方程出发来考察,很容易知道你的问题出在哪里。不过,我实在兴趣不大。 有一个问题我要纠正:我前次说《大学物理》刊物有人证明雷达回波光速变慢效应贡献甚小。我说错了,应该是甚大。光程增大不占主要贡献。特此改正。 《大学物理》的做法无非就是从短程线方法和场方程出发,事后诸葛亮而已。用你的方法也可以研究,但想得到完整的结果,需要细心和才智。标准做法是:从短程线方法和场方程出发。
[楼主]  [7楼]  作者:逆子  发表时间: 2002/05/25 18:47 

不要误解。
有公认的推导方法,对此我并没有否认。从短程线方法和场方程出发来求解其偏角,是否与等效原理相悖,这正是我们所争议的问题。 从原理上讲,逆子可以认同两者是不相矛盾的,无论哪种方法皆可以采用,但是,有一条必须讲明,也就是两者所推导的结果应是一致的。这样两者的推导思想才不发生矛盾。如果采用两种方法的推导结果不一致的话,沈先生该作如何解释呢? 如果把掠过太阳表面的光子当作自由落体来处理,以此方法导出它的偏角,沈先生认为这种方法可以会犯丢三拉四的错误,沈先生可知现有的弹道导弹的精度也是很高的,太空站的回收中,人们可以计算出它的落地点。光子在太阳引力场中只有受到太阳的引力作用,它完全可以视作一个落入引力场中的一个真实粒子的运行规迹是一样的。计算方法也不会很复杂吧。 沈先生,我们对此事的争论,也不一定非要争出一个结果来,我只是想作一个提示性的作用。对此感兴趣的网友可以按把光子当作自由落体来推证一下,验证一下等效原理在此问题中是否能用得上,或者说爱氏推导的是否确。并且以等应原理应用于此问题的推证中,更能显示等效原理的正确性,相对论者又何乐而不为呢?

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逆子
 [8楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2002/05/26 14:37 

回复:两种计算方法肯定一致。正是因为如此,所以我对您的方法不敢兴趣。你的方法容易犯失误,但从场方程出发,就不会犯这样的失

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