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飞机拖靶---光速测量实验(再探讨)
[楼主] 作者:yanghx  发表时间:2009/12/18 16:56
点击:1031次

“飞机拖靶---光速测量实验”再探讨:

 

假设预想的直线sagnac时差存在,那么:
直线sagnac光程差 ΔL=v*Δt=v(L/c)
直线sagnac时差 ΔT=ΔL/c=(v/cc)L

 

假设:
拖靶的长度是 L=50 公里 = 50000 米,
飞机速度是   V=535 米/秒(大约1.5倍音速),
考虑到地球自转速度 = 465 米/秒,
则飞机相对以太的速度是 v=535 + 465 = 1000米/秒,

 

代入得:
ΔT=(v/cc)L = (1000 / 9e-16)10000 = 5e-10 秒,
光纤双向传输对比,时差加倍,
最后得到的直线sagnac时差为 :2*ΔT= 10e-10 秒 = 1e-9秒 = 1纳秒,

 

这就是飞机拖靶检验光速是否可变所需要的时间测量精度了,
这就要求:
1、原子钟的分辨率或不稳定度要小于1ns,
2、时间间隔计数器(时间数字转换器)的分辨率或不稳定度要小于1ns,
3、光纤传输信号的不稳定度要小于1ns,

 

现在国内的产品情况是:
一般铷原子钟的稳定度是0.1ns(e-11秒),最好达到0.1ps(e-14秒)
时间间隔计数器(时间数字转换器)的"测量精度优于0.2ns,单次测量误差小于1ns",
光纤传输信号的时差不稳定度暂时没有查到确切的数字,

 


国外的产品情况是:
一般铷原子钟稳定度是0.01ns(e-12秒),最好达到0.01ps(e-15秒),
进口安捷伦的"时间数字转换器"分辨率是0.005ns=5ps,抖动小于3ps,
也就是说这类光速实验在时间测量的精度和稳定性方面已经没有任何问题了,
关键要看光纤传输的时间不稳定度有多大了,

 

光纤传输误差的粗略分析:
首先关键是双向光信号使用同一根光纤传输,这与光纤陀螺的情况一样,
温度和应力的干扰可以相互抵消---具有互补性,
所以估计问题也不是很大(但估计会是此实验的瓶颈问题),
目前可以参考的是 "西安-东京卫星双向校时系统" 给出的数据:
“卫星地面站收发系统的延迟误差,电波信号来回通过卫星转发器的时延差,
电波在信道中双向传递不对称误差等,都小于1ns”,

 

如果考虑在太空中,飞行速度v=10000米/秒是基本要求,拖靶可以增加L=500公里,
那么时间测量的精度就只要有:100ns=0.1微秒 就可以了,
问题在于他们是否愿意去做这样的实验了?

 

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 [2楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2009/12/19 02:39 

为什么对飞机那么感兴趣?用超音速飞机做实验,效果肯定是不行的。首先振动问题就会使你的各种假设变为不可能。其实在卫星上做这样的实验成功的可能性或许还大一些。
我想即使你能够做成这样的实验,仍然不能说明问题。实际上我给你提供的那个 ITU-R 文件早就规定,地球表面有直线Sagnac效应了,飞机上也一样。你的实验又能证明什么呢?
 [3楼]  作者:黄新卫  发表时间: 2009/12/19 08:41 

不用做,实验结果是肯定的。
GPS卫星就是3倍音速的,已经发现sagnac时差存在。
当然,相对论者会说这不是直线运动,但是可以推断,两GPS卫星相距很近,sagnac时差仍然存在。
这不就相当于两飞机紧贴地面飞行吗?
[楼主]  [4楼]  作者:yanghx  发表时间: 2009/12/19 13:34 

我先尽量简单明了的解释一下吧,简单地说,这类实验不仅可以证明“光速可变”,
更重要的是可以作为一种相对以太的“速度计”,
也就可以用这个“速度计”去研究以太了,我个人认为这是最重要的,

 

再稍微详细一点解释如下:
飞机比较容易实现呀,上航天飞机的实验都一般需要有大量前期实验支持的?
振动问题也应该可以解决吧?协和号客机就是超音速2倍的,应该是很平稳的?
能在太空做是最好了,可估计他们一般不会轻易上太空做这类实验,

而最重要的还是这类实验的实用价值,有些搞理论的似乎轻看了这一点?
首先飞船可以用这条“尾巴”去研究太空各处的以太运动状态,
其次飞船可以利用这条尾巴速度计来测量自己相对以太的飞行速度,
也可以用来测量飞船在万有引力作用下产生的加速度(现在还没有这种装置),
至于对以太的证实与深入研究有什么意义就不必再多论证了吧?

现在质疑相对论的人不少,可如果相对论出了错,需要怎样修正呢?
在这个问题上,可以说现在是众说纷纭、五花八门,能发动全民大论战吗?不大可能?
所以也只有各自寻找支持自己理论的依据,特别是实验依据,
用各种相互印证的实验逐步积累、整理来说明问题,才有可能逐步上升为一种理论性的东东,

老刘说的是原子钟地表搬运的事吧?这个确实已经可以用卫星双向校时来直接验证了,
老黄说的GPS卫星速度可不只3倍音速吧?这方面的sagnac资料还不够详尽,
主要是我国还没有,国外有些资料也许还不是很公开吧,
总之这个事也如相对论,他们认准了只有绕轴或闭合(必居其一)运动才有sagnac效应,你又奈何呢?
只有设法在非闭合的直线运动中去证明sagnac的存在呀?当然不止这个了,关键还有实用价值,
老黄似乎想用理论排斥实验?是向另一个极端去了?其实两条腿对科学旅途都是必要的?

理论上也可以做一些论证,比如sagnac相位差公式可以表达为:
Δφ=2πvL/λc
其中:线速度v=rω,圆周长L=2πr,
显然当L→∞时,Δφ→∞,
但是单位长度内的sagnac效应为:
Δφ/L = 2πv/λc
当v、λ、c不变时(这个c是相对以太的---常数),
显然:Δφ/L = 2πv/λc = 常数C,
那么当L→∞时,意味着单位圆周长L/L趋于一条直线段AB,
这也就意味着直线段AB内的sagnac效应依然存在,而且大小为常数C:
Δφ/L = 2πv/λc = 常数C,
这一推论显然已被王汝勇用光纤段直线运动实验证实了,
现在的问题是学者们认为这还不够,因为光路是闭合的,有什么办法呢?
不过关键还是这个实验未能造就“速度计”,否则就可以去直接研究以太了,
哪里还有兴趣和精力去说服那些顽固的理论权威呢? 搞不好还平白得罪人不是?


[楼主]  [5楼]  作者:yanghx  发表时间: 2009/12/19 16:38 

既然民间一时还难以用“速度计”来直接质疑相对论和研究以太,
就只有期待有条件的专业学者或许在有意无意之间去有所发现了,
(我们也只有尽量去提醒、促成这种事?)
可有些关键性实验的审批是要经过理论权威审批的,
所以才显得有必要去做这些理论权威的工作?让他们高抬贵手、网开一面?
 [6楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2009/12/19 23:11 

我的意思是,飞机飞行高度不超过几十公里,因此是地球表面附近。
而 ITU-R 文件明确无误的说明在此情况下有Sagnac效应,不仅对于移动时钟,而且对于电磁信号也是如此。
如果你的实验的预计结果与ITU-R 文件的规定一致,则只是对主流理论的支持。你的另外一种解释是得不到承认的。
只有根据你的理论得到的结果与主流理论不同,而实验证明你预测的结果正确,那才是你的成功。
注意相对论并不只是书上看到的那些,类似文件给出的也是公认的相对论效应。虽然专家们未必都知道,但文件肯定是公认的。
[楼主]  [7楼]  作者:yanghx  发表时间: 2009/12/20 16:05 

这就是一个问题了,连你们这样质疑相对论的人都怀疑这个实验的必要性,
可想而知那些权威更是暂时不会考虑了?
看来只有对以太感兴趣的学者才会对这类实验比较重视,
可这就相对难一些了,就不只是对相对论抱有怀疑,还要对以太论有所了解、抱有兴趣才行,
因为这类实验的最主要意义就是去发现相对以太的“速度计”?

至于理论界对此实验的评价高低,倒显得次要了?
 [8楼]  作者:黄新卫  发表时间: 2009/12/21 08:25 

我说错了,3倍音速的飞机的角速度等于GPS卫星的角速度。
[楼主]  [9楼]  作者:yanghx  发表时间: 2009/12/22 17:46 

地球半径:6378 公里,
GPS卫星高度:20200公里,
所以GPS轨道半径大约是:26600公里,

GPS卫星的线速度v大约是:
v=周长2πr / 周期T = 2πr*26600 000 米 / 12*3600 秒 ≈ 3800米/秒,

太空站的线速度就更高些,记得大约是8000米/秒,
 [10楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2009/12/22 23:35 

    怎么不再对我的速度仪方案提意见?志新不耐烦地否定我的方案,我只好集中精力进行数据模拟计算,想用数据说服他,可是计算过程太复杂了。

※※※※※※
相对论误导科学走邪路,是非曲折待历史见证;引力场以太旧貌焕新颜,定海神柱将扭转乾坤。.................... 想当初时空迷思闯科海,荣辱以乐可生命当歌;看如今闲庭信步攀高峰,重构宇宙再平展时空。
[楼主]  [11楼]  作者:yanghx  发表时间: 2009/12/23 13:37 

你还是对“横向sagnac”抱有希望,我是比较倾向于“光源光行差”了,
不过高精度的“大铁盆实验”总还是要做的,有没有变化,都有意义,

所以现在主要考虑“纵向sagnac”,特别是“飞机拖靶”和“外壳拖动”,
飞机拖靶前面说了不少,估计这个外壳拖动要参考“磁屏蔽”的方法,
现行的有两条思路,一是很厚的铅板,这是阻止以太活动,
二是很高的导磁率材料,比如铁镍合金(坡莫合金),这是疏导以太流,
这两种方法可以单独实验,也可以合理搭配,起到各自的作用,
因为一个是“阻”,一个是“导”,要设计的好才行,
总之,感觉这方面似乎还有一线希望,

另外就是迈氏干涉仪,这个毕竟是二姐效应,难度大点?

 

 

[楼主]  [12楼]  作者:yanghx  发表时间: 2009/12/23 13:42 
 [13楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2009/12/23 19:15 

对【11楼】说:

    什么“横向sagnac”呀,是横向偏转,与Sagnac效应无直接联系,怎么连介质的波动规则都不明白?光行差与光源的运动状态毫无关系!

    “大铁盆实验”的思路必须重新构思,我的前后两个方案都是对该实验的补充,前一个方案被否决后才有后来的球面方案。主要数据是计算出来了,遗憾的是为了确定激光光柱通过球面聚集点使总光程受限,光点漂移的间距通常只能放大一倍左右,而且不允许增加镜面反射次数而放大(第二面镜将把第一面镜的漂移量全部抵消)。这样以来,按照数码管像素分辨率5~10微米的水平,用50×50×100厘米的装置只能测量地表以太风的大小和方向(三维矢量测量),而对于每秒几米以下的低速运动就无能为力了。


※※※※※※
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[楼主]  [14楼]  作者:yanghx  发表时间: 2009/12/25 13:43 

这个我正在盘算,自制MM干涉仪的时候就可以顺便做一下看了,
底座可以按MM干涉仪的要求来做,只做一路的来回反射光路就是高精度的“大铁盆”了,
不过事先还要有个0.01微米的位移装置才好,才能确认测量精度?
接收就用二象限光电管了,效果可以加倍,
恒温措施当然是要重点考虑了,确实体会到这个问题有多重要了,
 [15楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2009/12/25 19:29 

对【14楼】说:
    0.01微米的位移装置?也许随着专业化“以太速度计”技术水平的不断提高能够做到。这首先要求选用的数码感光元件能设计出0.01微米见方的矩阵像数分辩率,同时在我的装置中把激光器和数码管的固定位置精确到微米水平,使光柱聚焦点漂移量放大十信以上(我的原方案按通常设计只能放大一倍左右)。这样,几十厘米长的“以太速度计”就可以轻松测量出它自己每秒一米以下的速度值,几百元的小玩意相信会有广泛的应用途径和巨大的市场潜力。

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