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引力红移的实验结果恰恰否定了引力场内时钟变慢的结论
[楼主] 作者:纪黎明  发表时间:2002/11/19 00:28
点击:589次

    我们设原子每秒振动1次,在引力场内由于时间延缓变为每秒振动2次,这样,光子发射时频率为1/2赫兹,由于引力红移,光子的频率还要再减小1/2,最后我们观测到的频率为1/4赫兹,而实际观测到的是1/2,即仅有引力红移部分,而没有原子振动变慢部分。

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[楼主]  [2楼]  作者:纪黎明  发表时间: 2002/11/19 02:31 

回复:兼复沈先生

     当然,我们在上文假设原子每秒振动1次,光子频率等于原子振动频率只是为了讨论问题时方便,不影响所讨论问题的性质。这也算是一种“协变”吧。

      1959年,庞德等人在哈佛塔内利用穆斯堡尔效应精确验证了引力红移效应,这个值约为2.46*10^-15,但是,引力红移就是引力红移,与原子振动是否变慢没有任何关系,如果原子振动真的发生了变慢,这个值还应再乘上2,而这恰恰是不符合实验结果的。这似乎是对广义相对论预言引力场内时钟变慢的否定,而不是肯定。

     而沈先生所说狭义相对论正例几万,反例没有,似乎也不太符合事实,其实,从狭义相对论根本不能推出运动时钟变慢,如果真有运动时钟变慢现象,恰恰是对狭义相对论的否定。让我们来看一个最简单的例子。

      假设在一个运动系内有一盒子,盒子内有一个小球,在盒子内沿运动系运动方向来回运动,在运动系内观测者看来,盒子长1米,小球运动周期为1秒,在盒子一边上有一计数器,每当球碰到该边,计数器就会在盒子顶上的一个显示器上显示出来,当运动系在A点时,显示器显示1,在B点时显示10,我们设由于运动,时间延缓为原来2倍,如果不考虑尺缩效应,那么,在静止观测者看来,他会认为在B点时应显示5,但是,由于尺缩效应,盒子将变为原来长1/2,即小球运动距离减少了一半,恰巧与时间延缓抵消,因此,静止观测者仍然观测到在B点显示10 的结果,或者说观测到小球周期与静止时完全相同。我们如果把显示器的显示结果当做一个时钟,那么,静止观测者是不会观测到运动时钟变慢的结果的,因为时间延缓恰巧与尺缩相抵消。如果真有运动时钟变慢现象,那么恰恰是对狭义相对论的否定。

      说实话,我非常尊重沈先生的学识与为人,来这儿两个月,沈先生给我的印象是一位学识丰富的好人,您总是不辞辛苦解答每个人的疑问,这确实不容易。我相信,在真理面前,沈先生是会有明智的选择的。

    

 [3楼]  作者:核潜艇  发表时间: 2002/11/19 09:36 

    我们设原子每秒振动1次,在引力场内由于时间延缓变为每秒振动2次,这样,光子发射时频率为1/2赫兹,由于引力红移,光子的频率还要再减小1/2,最后我们观测到的频率为1/4赫兹,而实际观测到的是1/2,即仅有引力红移部分,而没有原子振动变慢部分。

以上是你说的:两个1/2的原因是:时间效应+引力红移;你打算观测到的是:引力红移部分+原子震动变慢。这里,对不上号了!

引力红移和时间变慢,其实是同一个效应,叫做相对论效应,不要重复叠加使用!

 



※※※※※※
 [4楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2002/11/19 13:32 

回复:订正:

订正:

    我们设原子每秒振动1次,在引力场内由于时间延缓变为每秒振动2次【【1/2次】】,这样,光子发射时频率为1/2赫兹,由于引力红移,光子的频率还要再减小1/2,【【不存在重复红移。这个红移就是前面的原子振动红移。以前也有人这么问过我类似问题。您还不懂广义相对论引力红移。】】最后我们观测到的频率为1/4赫兹,而实际观测到的是1/2,即仅有引力红移部分,而没有原子振动变慢部分。

 [5楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2002/11/19 13:35 

回复:对。是同一效应,不要重复加。
引力红移的实验结果恰恰否定了引力场内时钟变慢的结论
 [6楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2002/11/19 13:57 

当然,我们在上文假设原子每秒振动1次,光子频率等于原子振动频率只是为了讨论问题时方便,不影响所讨论问题的性质。这也算是一种“协变”吧。

【【【这样做当然允许,因为它们都是形式上的东西,与基本本质无关。】】

      1959年,庞德等人在哈佛塔内利用穆斯堡尔效应精确验证了引力红移效应,这个值约为2.46*10^-15,但是,引力红移就是引力红移,与原子振动是否变慢没有任何关系,如果原子振动真的发生了变慢,这个值还应再乘上2,而这恰恰是不符合实验结果的。【【您在这里的理解比较模糊,所以导致您的错误。这里的细节道理讲起来有许多文字,我也不知道从哪里开始说起,才能让您明白。总之一句话:庞德实验证明光的红移与公式f=f0(1-gz/cc)符合,z是空间高度。这里也要考虑原子内部过程的变慢,但是我们研究的是已经出射后的光线的引力红移。所以原子过程不用考虑。这个实验不存在什么问题。】】这似乎是对广义相对论预言引力场内时钟变慢的否定,而不是肯定。


     而沈先生所说狭义相对论正例几万,反例没有,似乎也不太符合事实,其实,从狭义相对论根本不能推出运动时钟变慢,如果真有运动时钟变慢现象,恰恰是对狭义相对论的否定。让我们来看一个最简单的例子。


      假设在一个运动系内有一盒子,盒子内有一个小球,在盒子内沿运动系运动方向来回运动,在运动系内观测者看来,盒子长1米,小球运动周期为1秒,在盒子一边上有一计数器,每当球碰到该边,计数器就会在盒子顶上的一个显示器上显示出来,当运动系在A点时,显示器显示1,在B点时显示10,我们设由于运动,时间延缓为原来2倍,如果不考虑尺缩效应,那么,在静止观测者看来,他会认为在B点时应显示5,但是,由于尺缩效应,盒子将变为原来长1/2,即小球运动距离减少了一半,恰巧与时间延缓抵消,因此,静止观测者仍然观测到在B点显示10 的结果,或者说观测到小球周期与静止时完全相同。我们如果把显示器的显示结果当做一个时钟,那么,静止观测者是不会观测到运动时钟变慢的结果的,因为时间延缓恰巧与尺缩相抵消。如果真有运动时钟变慢现象,那么恰恰是对狭义相对论的否定。

【【【由于叙述的缘故,我并没有完全看清楚您的问题,但是我说明如下:

1。考思辨实验是否定不了相对论的。相对论本身就是思辨的榜样。历史上任何徉谬最后都证明了相对论的正确。

2。您这个问题也许还要考虑一下小球速度的变换(建议)

3。时间膨胀与尺度缩短其实是同一个效应,是不同参考系内的观察者看到的同一东西的不同反映而已,因此您在文中提到“两者抵消”,一定就不对。】】】


      说实话,我非常尊重沈先生的学识与为人,来这儿两个月,沈先生给我的印象是一位学识丰富的好人,您总是不辞辛苦解答每个人的疑问,这确实不容易。我相信,在真理面前,沈先生是会有明智的选择的。


[楼主]  [7楼]  作者:纪黎明  发表时间: 2002/11/20 01:32 

回复:您错了
      实验中的引力红移结果仅仅是按光子克服引力场运动而使自身能量减小得到的结果,即在不考虑原子振动变慢情况下得出的结果,也就是说,如果原子振动不变慢,恰好可以得到这个结果。但是由广义相对论,在引力场内原子振动是要变慢的,它必然会使光子频率也发生变化,因此,在计算时必须要考虑到。虽然引力红移与原子振动变慢同属相对论效应,但是却是两个不同的过程,并且都要对结果产生影响,因此,不能用一个来代替另一个,必须要重复加。
[楼主]  [8楼]  作者:纪黎明  发表时间: 2002/11/20 03:51 

      当然,您可以回避我的问题,我也不想再在这方面难为您了。对您的几个说明做一下答复。

     1.您说,相对论是思辨的榜样,非常正确,也正是它复杂,巧妙的思辨才把许多人搞得晕头转向,丧失了最起码的辨别力,以致对他的偷换概念茫然不觉,相对论说到底只不过是个数学魔术。

     2.您说,要考虑一下速度变换,也非常正确,其实正是速度变换规定了时间延缓及尺缩的程度,如果承认时间延缓与尺缩效应,那么必然会出现速度变换,也就是说时间延缓及尺缩本身就包含了速度变换,不信您可以自己推导试一下,并且他也同样能反推出速度变换式。

      3.“两者抵消”并非我提出来,而是由相对论必然得出的结果。我已经说过,您可以自己试着推导一下。我可以给您提供一个更简单的例子。

如图

A____________B

O______________________________P

AB为一长竿,以1/2C速度向右运动,在AB 上有一小虫,当A运动到O时,也开始以1/2C向右爬,当B到达P时,小虫恰好爬到B,如果竿上的观测者与静止观测者都把小虫到达B这一事件当做参考时间(当做时钟),比如记为1T(T为时间单位,注意:在运动系及静止系T对应不同的时间,但是这个事件对他们来说是相同的),那么您可以证明  ,他们的时钟显示数是相同的,我们还可以把小虫的运动换成原子的振动,并把原子振动1周期记为1T,那么我们就可以得到,如果运动系过了nT时钟显示时间,那么静止系也同样过nT,这也就是说,在运动系观测者看到原子振动了n个周期,那么在静止系看来也同样振动了n个周期,即不会看到振动次数减少。

      您可以自己计算一下,看会有什么结果

[楼主]  [9楼]  作者:纪黎明  发表时间: 2002/11/20 09:44 

回复:桌子上有两个苹果,核潜艇先生吃了一个,沈先生吃了一个,请问还有几个????
引力红移的实验结果恰恰否定了引力场内时钟变慢的结论
 [10楼]  作者:核潜艇  发表时间: 2002/11/20 11:13 

还有很多个,不确定,我也不知道我家苹果园里还有多少,这种类比效果不好,难以让人信服


※※※※※※
 [11楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2002/11/20 11:55 

回复:是不是要重复相加,要看具体问题而论

如果是只研究出射以后的光的红移,就不用关心原子过程。

总之,看到您的上述话,我认为您已经对引力红移理解正确了,所以就不必争论了。这种问题的形形式试的计算我碰到过许多了,不会存在什么矛盾问题。实验家也并没有错。

另,刚才我又考虑了一下庞德实验及其数学,不存在什么问题。您要用数学计算说话,不计算光凭脑中想想,似乎会存在问题,但实际上不存在问题。

 [12楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2002/11/20 12:41 

回复:看不明白您是怎么导出的?

A____________B


O______________________________P


AB为一长竿,以1/2C速度向右运动,在AB 上有一小虫,当A运动到O时,也开始以1/2C向右爬,当B到达P时,小虫恰好爬到B,如果竿上的观测者与静止观测者都把小虫到达B这一事件当做参考时间(当做时钟),比如记为1T(T为时间单位,注意:在运动系及静止系T对应不同的时间,但是这个事件对他们来说是相同的),那么您可以证明  ,他们的时钟显示数是相同的【【【看不明白您是怎么导出的?完全看不明白。您应该用时间膨胀概念来否定膨胀时间,这才是上策,才有说服力。您绕过了时间膨胀,再来否定时间膨胀,我不明白这样做的意义。小虫相对OP系的速度是4/5c,.......,由此计算下去,这里都是融会贯通的。在时间膨胀,尺子缩短方面徉谬方面,相对论100年来都是久经考验战无不胜了的。】】】,我们还可以把小虫的运动换成原子的振动,并把原子振动1周期记为1T,那么我们就可以得到,如果运动系过了nT时钟显示时间,那么静止系也同样过nT,这也就是说,在运动系观测者看到原子振动了n个周期,那么在静止系看来也同样振动了n个周期,即不会看到振动次数减少。


      您可以自己计算一下,看会有什么结果


[楼主]  [13楼]  作者:纪黎明  发表时间: 2002/11/20 14:35 

回复:好吧!算是让核潜艇老弟钻了空子,不过你们其实就是犯了这样简单的错误
引力红移的实验结果恰恰否定了引力场内时钟变慢的结论
[楼主]  [14楼]  作者:纪黎明  发表时间: 2002/11/20 14:52 

回复:我也不想同您争了,留下个问题自己思考吧

    显然在实验里,测量者处在较高的地方,如果不存在引力红移,那么测量者会不会观测到红移结果?

    关于狭义相对论,虽然我下面的观点全部放弃,但狭义相对论绝对不会是最后的胜利者,有一天说不定我还会向您发难的呦!

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