对【139楼】说:
云先生: Allais1959年公布的实验结果有两个,一个是测量了很多年的连续实验结果,一个是1954年6月30日日蚀时几个小时的实验结果。 你不愿意看论文和书,我就摘录一段吧,还有Saxl等1970年3月7日日蚀时的实验结果: 2.2.3 历史上Allais【15】和Saxl与Allen等【16】观察到的引力异常现象,用由Stacey的实验结果定出的屏蔽系数中的K=q∕ρΩL=9.4×10-1 3 cm2∕g ,可给予定量的解释: 地球作为屏蔽层(L=D=1.26×104 km,ρe=5.5g∕cm3)其屏蔽系数q e为q e=KρeΩD=4×10-2 ,太阳引力场在地球上的加速度asun 约为600 mga1,地球层的屏蔽效应使在面向太阳方向的地球背面的(asun)opp小于正面的asun ,可得 △asun=(asun)opp-asun=-qe asun=-24 mga1(asun∕asun) 由此可预计:对地球静止的实验室中,白天由于无屏蔽层,因而观测不到asun的变化,但从地方时间下午6点到12点可观测到asun连续减小,直至12点到达最小值,以后连续增大,直至上午6点才回到白天的值,呈现出24小时的引力的周期变化现象。Δasun的方向沿(-asun )方向等效于一个离心加速度acent ,可用一个非均匀角速度 ωs 表示,即 ωs=(acent∕r)1∕2=(24 mga1∕6.73×108cm) 1∕2=6.2×10-6 arc/s 式中,r为地球的半径。地球的转动角速度ωe=7.29×10-5arc/s。由Foucault (傅科)效应正比 ωe ,引力屏蔽效应引起的周期效应正比 ωs ,可预计周期效应的大小约为Foucault效应的十分之一。通常的重力仪是测垂直地表的重力的,在高纬度的实验室中asun 基本上沿水平方向,使得重力仪对asun不灵敏。但是Allais实验中的类锥摆(paracorical pendulum)的水平方位角的变化正好对asun 敏感, Allais的实验结果是:“悬挂在球上并静置于各向异性支承中的类锥摆的运动,有统计意义的振幅和周期性的分量, 其周期接近24~25小时,其大小量级等于Foucault效应的十分之一。” Allais的实验结果与地球对太阳引力的自屏蔽效应预期的结果一致。 paracorical pendulum)的水平方位角的变化正好对asun 敏感, Allais的实验结果是:“悬挂在球上并静置于各向异性支承中的类锥摆的运动,有统计意义的振幅和周期性的分量, 其周期接近24~25小时,其大小量级等于Foucault效应的十分之一。” Allais的实验结果与地球对太阳引力的自屏蔽效应预期的结果一致。日蚀时月球作为屏蔽层,由其密度(3.34g∕cm3)和直径(3476km)可求得其屏蔽系数为q moon=KρeΩD=7×10-3。月球的屏蔽作用,使日蚀时阳光被月球挡住的地球上的本影(umbra)区内太阳引力的减小为: △asun=-q moon asun=-4 mga1(asun ∕asun)日蚀的本影(umbra)半径ru 约为50km,与△asun 等效的离心加速度ac.e.为-asun方向。北半球高纬度的实验室中asun向南,北向的ac.e.对应的非均匀角速度 ωeclipse 为ωeclipse=(ac.e.∕r)1∕2=(4 mga1∕50km) 1∕2=3×10-5 arc/sωeclipse的大小量级与地球的转动角速度 ωe相同,方向与 ωe相反。由此可推断日蚀时Allais的类锥摆振动面会有异常的偏转,偏转的大小应与Foucault摆的偏转相接近,偏转方向则相反。Allais于1954年6月30日日蚀时观察到他的摆振动面异常偏转了15°,偏转方向与Foucault摆的偏转方向相反。Foucault效应的摆面偏转是每分钟约0.2°, 初蚀在11h21′,蚀盛时为12h40′,日蚀全过程时间共158分钟, 相应的Foucault效应的偏转为31.6°。实测的偏转之比15°∕31.6°与引力屏蔽效应预期的偏转之比ωeclipse∕ωe =3∕7.29相近,在实验精度内实验结果与引力屏蔽效应预期一致。Saxl等【16】用扭摆观测到的引力异常是:“在1970年3月7日日蚀时,用电子方法获取并记录扭摆的时间读数,此时间是扭摆从静止开始的首次摆动中通过一个给定的包括顺时针和逆时针运动的固定的路径所用的时间。在日蚀的过程中和日蚀的前后观测到了记录的时间发生了有意义的变化。从蚀初到中点观测到的时间平稳增大,过中点时记录的时间突然地减小,而且马上又呈现出记录的时间稳定地远大于日蚀前的值。增大的实际值(从29.570 s到29.581 s)超出了理论所能解释的——由月球相对于太阳和地球的位置变化导致的引力变化——105倍。为解释这些实验亊实,经典的引力理论需要修改。” 日蚀时月球屏蔽太阳引力,产生4mga1的北向的离心加速度ac.e. 初蚀至中点是平稳增大,摆东半边的力大于西半边,产生一个逆时针方向的凈力矩作用于摆上。它导致Allais的类锥摆振动面逆时针方向漂移(与Foucault摆振动面漂移方向相反),也导致一个逆时针方向扭角加到Saxl等的扭摆的自由振动上,从而记录到时间比自由振动时更大。日蚀过中点后,ac.e.对摆东半边的力小于西半边,产生一个顺时针方向的凈力矩作用于扭摆上,此力矩抵消先前附加的逆时针方向扭转角的扭丝弹力,扭摆立即进入准自由振动状态,使得过中点时记彔的时间突然减小。从中点到蚀终的顺时针方向的凈力矩,导致一个顺时针方向扭角加到扭摆的自由振动上,使日蚀全过程记彔的时间总是长于无日蚀时的值。用日蚀时月球屏蔽太阳引力能完全解释Saxl等用扭摆观测到的引力异常,因此Saxl等的实验与Allais的实验一样,也是对引力屏蔽效应的直接检验。 【15】M.F.C.Allais, Aerosp.Eng.18, 46(1959) 【16】E.J.Saxl and M.Allen, Phys.Rev.D3, 823(1971) |