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反对相对论者有兴趣可进此链接，有如下文章： 1、《迈克尔逊-莫雷实验结果新解》 2、浅论大爆炸宇宙说之难以成立 3、验证光速是否恒定方案探讨 4、光速恒定假设的是与非 5、光的红蓝移与光速恒定之间的矛盾可充分证明相对论的基石不牢固 6、人类既不可能回到过去也不可能走进未来 等文章。http://blog.163.com/pxt1961@126/blog/#m=0> |
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反对相对论者有兴趣可进此链接，有如下文章： 1、《迈克尔逊-莫雷实验结果新解》 2、浅论大爆炸宇宙说之难以成立 3、验证光速是否恒定方案探讨 4、光速恒定假设的是与非 5、光的红蓝移与光速恒定之间的矛盾可充分证明相对论的基石不牢固 6、人类既不可能回到过去也不可能走进未来 等文章。http://blog.163.com/pxt1961@126/blog/#m=0> |
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迈克尔逊-莫雷实验结果新解
作者：彭晓韬 （2012.03.25） [文章摘要]：本文试图通过对迈克尔逊-莫雷实验结果一种全新的解释来阐述光速不变假设的多余性，从而也进一步论述相对论的基础并不牢靠。 1887年，阿尔贝特•迈克尔逊和爱德华•莫雷在克里夫兰的卡思应用科学学校进行了非常著名的迈克尔逊-莫雷实验，目的是测量地球在以太中的速度(即以太风的速度)。但事与愿违，实验结果证明以太风的速度为0或根本不存在以太风。为解释此项实验结果与人们在实验前的预期完全不一致的问题，在1887年到1905年之间，许多著名的科学家提出了各种不同的解释。最著名者为荷兰物理学家亨得利克•罗洛兹，他依据相对于以太运动的物体的收缩和钟变慢的机制提出了后来以其名字命名的罗洛兹变换。然而，一位当时还不知名的瑞士专利局的小职员阿尔贝特•爱因斯坦，在1905年发表的一篇著名的论文中指出，只要人们愿意抛弃绝对时间观念的话，以太的观念就是多余的。但人们必须接受光速不变这样一个与人们所熟知的常理相违背的假设。这一实验自然就成了爱因斯坦相对论产生的重要背景。 为了解释本实验结果，是否必须放弃伽利略与牛顿的时空理论呢？我们不防对本实验作如下分析： 第一部分 早晚时分相向与背离运动时干涉条纹的相对变化 首先我们来分析利用早晨与傍晚时阳光相对于地球表面分别成相向与背离运动时对干涉条纹的影响： 一、在弹性碰撞理论条件下 如下图一《迈克尔逊-莫雷实验装置示意图》所示，当我们假设由光源Ｓ发出的光的速度为Ｃ，实验装置相对光源运动速度为Ｖ或-Ｖ时，则有： 1、按照伽利略-牛顿时空理论和速度叠加原理，入射到半透镜Ｍ的光速为：实验装置朝光源方向运动时，光相对与实验装置的运动速度为（Ｃ＋Ｖ）；而实验装置朝远离光源方向运动时，光相对与实验装置的运动速度为（Ｃ-Ｖ）； 2、如果我们把光子或电磁波束看成一种类似的弹性物质，当它遇到物体产生反射时，入射速度与反射速度相同；而遇到物体透射时，入射速度与透射速度也相同。那么，从Ｍ反射到Ｍ１并被Ｍ１反射回到Ｍ，再经过Ｍ透射到达目镜Ｔ的一路光的速度均与入射光速相同；同样地，从Ｍ透射到Ｍ２并被Ｍ２反射回到Ｍ，再经过Ｍ反射到达目镜Ｔ的另一路光的速度也与入射光速相同。 3、光程差和移动条纹数公式推导 我们假设入射光波波长为λ；Ｍ与Ｍ１间距离为D；Ｍ与Ｍ２间距离为d；实验装置朝光源运动时的时差为Ｔ；实验装置远离光源运动时的时差为t；朝光源运动与远离光源运动间的时差为△t＝（t-T）；光程差为δ；移动条纹数为△N。则有： Ｔ＝2D/(C＋V)-2d/ (C+V)=2(D-d)/(C+V) （式1） t=2D/(C-V)-2d/(C-V)=2(D-d)/(C-V) （式2） △t＝t - T =4 V (D-d) /(C2-V2) （式3） 将上式中的(D-d)简记为△d，则有： △t＝4V△d /(C2-V2) （式4） δ＝Ｃ×△t＝4ＣV△d /(C2-V2) （式5） △N＝δ/λ=4ＣV△d /[λ(C2-V2)] （式6） 4、迈克尔逊-莫雷实验理论计算 根据有关资料，迈克尔逊-莫雷实验所使用的实验观测装置的参数为：Ｄ＝ｄ＝11m。为了确保经分色后的阳光能产生干涉，Ｄ与d的差值△d应该很小，一般应该在数个或数十个光波长以内；利用的太阳光波长在可见光范围内，波长范围应为390～780nm范围内；利用太阳东升与西落时节地球表面相对于太阳成相反方向运动的速度差，在地球赤道上时的线速度最大，约为0.465m/s；空气中和真空中的光速分别为299600m/s和299792.5m/s。实验观测装置观测精度为0.01个干涉条纹间距。计算结果详见下表一：《光程差和移动条纹数理论计算表》。 光程差和移动条纹数理论计算表 表一 序号 △d Ｃ Ｖ λ △t δ △N mm km/s km/s m s m 个 1 0.1 299792.5 0.465 3.90E-07 2.07E-18 6.20E-10 0.0016 0.63 299792.5 0.465 3.90E-07 1.30E-17 3.91E-09 0.0100 10 299792.5 0.465 3.90E-07 2.07E-16 6.20E-08 0.1591 2 0.1 299600 0.465 3.90E-07 2.07E-18 6.21E-10 0.0016 0.63 299600 0.465 3.90E-07 1.31E-17 3.91E-09 0.0100 10 299600 0.465 3.90E-07 2.07E-16 6.21E-08 0.1592 3 0.1 299792.5 0.465 7.80E-07 2.07E-18 6.20E-10 0.0008 1.26 299792.5 0.465 7.80E-07 2.61E-17 7.82E-09 0.0100 10 299792.5 0.465 7.80E-07 2.07E-16 6.20E-08 0.0795 4 0.1 299600 0.465 7.80E-07 2.07E-18 6.21E-10 0.0008 1.26 299600 0.465 7.80E-07 2.61E-17 7.82E-09 0.0100 10 299600 0.465 7.80E-07 2.07E-16 6.21E-08 0.0796 从上表中可以发现：当△d小于0.63mm（相当于807～1615个可见光波长）时，移动条纹数小于0.01个。也就是说，在此条件下，实验结果为：不能观察到干涉条纹移动。因此，若本实验中△d小于0.63mm的话，未观测到干涉条纹的移动完全正常，并不需要放弃伽利略和牛顿时空理论及速度叠加原理。 二、在以太存在的情况下 如果光波的运动的确与某种媒介有关（历史上假设的以太），本实验是否真的能测量出地球与以太的相对运动速度呢？答案应该是否定的。原因如下： 如上图二所示，并按上述第（一、3）款一样，我们假设入射光波波长为λ；Ｍ与Ｍ１间距离为D；Ｍ与Ｍ２间距离为d；实验装置朝光源运动时的时差为Ｔ；实验装置远离光源运动时的时差为t；朝光源运动与远离光源运动间的时差为△t＝（t-Ｔ）；光程差为δ；移动条纹数为△N。则有： Ｔ＝2D/(C2-V2)0.5- [d /(C+V)+ d /(C-V)] （式7） t=2D/(C2-V2)0.5- [d /(C-V)+ d /(C+V)]=T （式8） △t＝T-t=0 （式9） δ＝0 （式10） △N＝0 （式11） 由上述推导可以发现，如果实验装置在朝光源与远离光源运动时的速度相同，则即使真的有以太的存在且光速在以太中的传播速度恒定不变，本实验也不能观测到地球与以太间的相对速度对干涉条纹的影响。 第二部分 将实验装置旋转90度对干涉条纹的影响 在入射光波速度不变的条件下，对如图一所示的实验装置旋转90度前后干涉条纹变化情况如何呢？ 一、在弹性理论条件下 首先，我们在实验装置旋转前，必须对实验装置进行调校，使由Ｍ1和Ｍ2反射回来的光产生干涉条纹。干涉条纹的亮区为光程差等于0或波长的整数倍；干涉条纹的暗区为光程差等于1/2波长或波长的整数倍加1/2。我们就以某一条暗纹为例（即光程差为（n+0.5）倍波长，n为整数，在本实验中其值应该较小）。则有： 实验装置旋转前光程差分别为： 实验装置朝光源运动时： δ1=(n+0.5)λ=[2D/(C+V)-2d/(C+V)]×C=2C(D-d)/(C+V) （式12） 或者实验装置远离光源运动时： δ2=(n+0.5)λ=[2D/(C-V)-2d/(C-V)]×C=2C(D-d)/(C-V) （式13） 实验装置旋转90度后，光程差分别为： 实验装置朝光源运动时： δ旋1=[2d/(C+V)-2D/(C+V)]×C=2C(d-D)/(C+V)＝-δ1=-(n+0.5)λ （式14） 或者实验装置远离光源运动时： δ旋2=[2d/(C-V)-2D/(C-V)]×C=2C(d-D)/(C-V)＝-δ2=-(n+0.5)λ （式15） 由（式14）和（式15）可知，旋转后的光程差与旋转前数值一样，只是正负相反而已。也就是说两路光到达目镜的先后顺序发生了逆转，但到达目镜的时差并未改变。因此，干涉条纹将不会发生变化。 二、在以太存在的情况下 同样地，我们在实验装置旋转前，必须对实验装置进行调校，使由Ｍ1和Ｍ2反射回来的光产生干涉条纹。干涉条纹的亮区为光程差等于0或波长的整数倍；干涉条纹的暗区为光程差等于1/2波长或波长的整数倍加1/2。我们仍以某一条暗纹为例（即光程差为(n+0.5)倍波长）。则有： 实验装置旋转前光程差为： 根据第一部分第二段论证，在以太存在条件下，实验装置朝光源运动和远离光源运动时的光程差相同，因此，我们只考虑实验装置朝光源运动情况就可以了： δ=(n+0.5)λ=C×｛2D/(C2-V2)0.5- [d /(C+V)+ d /(C-V)]｝ （式16） 实验装置旋转90度后，光程差计算公式为： δ旋=C×｛2d/(C2-V2) 0.5- [D/(C+V)+ D /(C-V)]｝ （式17） 当D=d时，（式16）和（式17）应该等价。因此，实验装置旋转90度后的光程差仍为(n+0.5)λ。干涉条纹不会发生变化。 当D≠d时，则根据（式16）可以推导出下式： d=kD–(1/2)k2δ （式18） 式中k=(C2-V2) 0.5 将（式18）代入（式17）可得： δ旋=2D(1-1/k2)-kδ （式19） 则有： △δ＝δ旋-δ＝2D(1-1/k2)-(1+k)δ (式20) 再将Ｄ＝11m、V=0.165km/s、Ｃ=299600km/s、δ1=(n+0.5)λ代入（式20）可得： △δ＝-5.29×10-11-1.99999999988 (n+0.5)λ （式21） 干涉条纹移动数目： △Ｎ＝［（-5.29×10-11）/λ］-1.99999999988 (n+0.5) （式22） 下表二为可见光范围内，n可能数（干涉光波列长度一般为10-8秒，因此，n值与光长相关，波长越长，最大n值越小）值下的△δ和△Ｎ值。 旋转实验装置前后光程差和移动条纹数理论计算表 表二 序号 n Ｃ Ｖ λ δ δ旋 △δ △N 个 km/s km/s m m m m 个 1 0 299792.5 0.465 3.90E-07 1.95E-07 -1.95E-07 -3.90E-07 -1.000136 10 299792.5 0.465 3.90E-07 4.10E-06 -4.10E-06 -8.19E-06 -21.000136 100 299792.5 0.465 3.90E-07 3.92E-05 -3.92E-05 -7.84E-05 -201.000136 1000 299792.5 0.465 3.90E-07 3.90E-04 -3.90E-04 -7.80E-04 -2001.000136 10000 299792.5 0.465 3.90E-07 3.90E-03 -3.90E-03 -7.80E-03 -20001.000136 100000 299792.5 0.465 3.90E-07 3.90E-02 -3.90E-02 -7.80E-02 -200001.000136 1000000 299792.5 0.465 3.90E-07 3.90E-01 -3.90E-01 -7.80E-01 -2000001.000135 7700000 299792.5 0.465 3.90E-07 3.00E+00 -3.00E+00 -6.01E+00 -15400001.000127 2 0 299600 0.465 3.90E-07 1.95E-07 -1.95E-07 -3.90E-07 -1.000136 10 299600 0.465 3.90E-07 4.10E-06 -4.10E-06 -8.19E-06 -21.000136 100 299600 0.465 3.90E-07 3.92E-05 -3.92E-05 -7.84E-05 -201.000136 1000 299600 0.465 3.90E-07 3.90E-04 -3.90E-04 -7.80E-04 -2001.000136 10000 299600 0.465 3.90E-07 3.90E-03 -3.90E-03 -7.80E-03 -20001.000136 100000 299600 0.465 3.90E-07 3.90E-02 -3.90E-02 -7.80E-02 -200001.000136 1000000 299600 0.465 3.90E-07 3.90E-01 -3.90E-01 -7.80E-01 -2000001.000135 7700000 299600 0.465 3.90E-07 3.00E+00 -3.00E+00 -6.01E+00 -15400001.000127 3 0 299792.5 0.465 7.80E-07 3.90E-07 -3.90E-07 -7.80E-07 -1.000068 10 299792.5 0.465 7.80E-07 8.19E-06 -8.19E-06 -1.64E-05 -21.000068 100 299792.5 0.465 7.80E-07 7.84E-05 -7.84E-05 -1.57E-04 -201.000068 1000 299792.5 0.465 7.80E-07 7.80E-04 -7.80E-04 -1.56E-03 -2001.000068 10000 299792.5 0.465 7.80E-07 7.80E-03 -7.80E-03 -1.56E-02 -20001.000068 100000 299792.5 0.465 7.80E-07 7.80E-02 -7.80E-02 -1.56E-01 -200001.000068 1000000 299792.5 0.465 7.80E-07 7.80E-01 -7.80E-01 -1.56E+00 -2000001.000067 3800000 299792.5 0.465 7.80E-07 2.96E+00 -2.96E+00 -5.93E+00 -7600001.000063 4 0 299600 0.465 7.80E-07 3.90E-07 -3.90E-07 -7.80E-07 -1.000068 10 299600 0.465 7.80E-07 8.19E-06 -8.19E-06 -1.64E-05 -21.000068 100 299600 0.465 7.80E-07 7.84E-05 -7.84E-05 -1.57E-04 -201.000068 1000 299600 0.465 7.80E-07 7.80E-04 -7.80E-04 -1.56E-03 -2001.000068 10000 299600 0.465 7.80E-07 7.80E-03 -7.80E-03 -1.56E-02 -20001.000068 100000 299600 0.465 7.80E-07 7.80E-02 -7.80E-02 -1.56E-01 -200001.000068 1000000 299600 0.465 7.80E-07 7.80E-01 -7.80E-01 -1.56E+00 -2000001.000067 3800000 299600 0.465 7.80E-07 2.96E+00 -2.96E+00 -5.93E+00 -7600001.000063 从表二可以发现：实验观测装置旋转前后光程差的确有变化，由原来的正值变为负值，且两者的差值的确为原来数值的两倍还稍多一点点。但同时也会发现：其整数倍数后的尾数很小，仅为波长的十万分之十四至七间，也就是说，干涉条件移动的绝对距离仅为0.00014～0.00007干涉条纹间距，而本实验装置的观测精度仅为0.01干涉条纹间距。因此，本实验未观测到干涉条纹移位完全符合理论计算。这也就是说，本实验结果并不能否定以太的存在。如果能将实验观测装置的观测精度提高二个或二个以上数量级则有可能肯定或否定以太的存在。 综上所述，无论是用光具有的粒子性而可能符合弹性碰撞理论，或者以太真的存在但相对与地球表面的运动速度在0.465km/s以内时，本实验未检测到干涉条纹移动是正常的。并不能因此而否定以太的存在，更不能否定伽利略和牛顿的时空理论及速度叠加原理。同时，也没有必要假设光的传播速度不变。 补充： 按照光的干涉原理，干涉条纹的移动仅与光程差与光波长比值的小数部分有关，而与整数部分无关。且光程差的正负仅表示两路光波谁前谁后，与干涉条纹的移动无关。因此，我们可以将（式20）修改为： △δ＝│δ旋│-│δ│＝(1-k)δ-2D(1-1/k2) (式23) 将本实验观测装置相关数据代入上式后，可得下表三相关数据： 旋转实验装置前后光程差和移动条纹数理论计算表 表三 序号 n Ｃ Ｖ λ δ δ旋 △δ △N 个 km/s km/s m m m m 个 1 0 299792.5 0.465 3.90E-07 1.95E-07 -1.95E-07 5.29E-11 0.000136 10 299792.5 0.465 3.90E-07 4.10E-06 -4.10E-06 5.29E-11 0.000136 100 299792.5 0.465 3.90E-07 3.92E-05 -3.92E-05 5.29E-11 0.000136 1000 299792.5 0.465 3.90E-07 3.90E-04 -3.90E-04 5.29E-11 0.000136 10000 299792.5 0.465 3.90E-07 3.90E-03 -3.90E-03 5.29E-11 0.000136 100000 299792.5 0.465 3.90E-07 3.90E-02 -3.90E-02 5.29E-11 0.000136 1000000 299792.5 0.465 3.90E-07 3.90E-01 -3.90E-01 5.25E-11 0.000135 7700000 299792.5 0.465 3.90E-07 3.00E+00 -3.00E+00 4.93E-11 0.000126 2 0 299600 0.465 3.90E-07 1.95E-07 -1.95E-07 5.30E-11 0.000136 10 299600 0.465 3.90E-07 4.10E-06 -4.10E-06 5.30E-11 0.000136 100 299600 0.465 3.90E-07 3.92E-05 -3.92E-05 5.30E-11 0.000136 1000 299600 0.465 3.90E-07 3.90E-04 -3.90E-04 5.30E-11 0.000136 10000 299600 0.465 3.90E-07 3.90E-03 -3.90E-03 5.30E-11 0.000136 100000 299600 0.465 3.90E-07 3.90E-02 -3.90E-02 5.30E-11 0.000136 1000000 299600 0.465 3.90E-07 3.90E-01 -3.90E-01 5.25E-11 0.000135 7700000 299600 0.465 3.90E-07 3.00E+00 -3.00E+00 4.94E-11 0.000127 3 0 299792.5 0.465 7.80E-07 3.90E-07 -3.90E-07 5.29E-11 0.000068 10 299792.5 0.465 7.80E-07 8.19E-06 -8.19E-06 5.29E-11 0.000068 100 299792.5 0.465 7.80E-07 7.84E-05 -7.84E-05 5.29E-11 0.000068 1000 299792.5 0.465 7.80E-07 7.80E-04 -7.80E-04 5.29E-11 0.000068 10000 299792.5 0.465 7.80E-07 7.80E-03 -7.80E-03 5.29E-11 0.000068 100000 299792.5 0.465 7.80E-07 7.80E-02 -7.80E-02 5.28E-11 0.000068 1000000 299792.5 0.465 7.80E-07 7.80E-01 -7.80E-01 5.20E-11 0.000067 3800000 299792.5 0.465 7.80E-07 2.96E+00 -2.96E+00 4.94E-11 0.000063 4 0 299600 0.465 7.80E-07 3.90E-07 -3.90E-07 5.30E-11 0.000068 10 299600 0.465 7.80E-07 8.19E-06 -8.19E-06 5.30E-11 0.000068 100 299600 0.465 7.80E-07 7.84E-05 -7.84E-05 5.30E-11 0.000068 1000 299600 0.465 7.80E-07 7.80E-04 -7.80E-04 5.30E-11 0.000068 10000 299600 0.465 7.80E-07 7.80E-03 -7.80E-03 5.30E-11 0.000068 100000 299600 0.465 7.80E-07 7.80E-02 -7.80E-02 5.29E-11 0.000068 1000000 299600 0.465 7.80E-07 7.80E-01 -7.80E-01 5.21E-11 0.000067 3800000 299600 0.465 7.80E-07 2.96E+00 -2.96E+00 4.94E-11 0.000063 |
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浅论大爆炸宇宙说之难以成立
作者：彭晓韬 （2012.01.09） 摘要：本文以证明大爆炸宇宙说成立的重要证据——宇宙微波背景辐射（又称3K背景辐射）来反证该学说是错误的，进而提出宇宙产生与演化的另一种可能性。供对宇宙产生与演化有兴趣的同仁参考。 目前大多数学者认为：人类赖以生存¬的宇宙是在大约140亿年（有的资料说是137亿年，有的说是150亿年，我们暂且按140亿年考虑）前的一次大爆炸中产生并演化而来。产生此学说的最重要的依据是：天文观测发现星系红移量大小与其离地球的距离成正比，即众所周知的“哈勃定律”。自从此学说产生后，有很多学者发现并提出了许多对其有利的证据，其中的宇宙微波背景辐射的发现，更是作为对此学说最有力的证据为渲染。但如果我们对其进行进一步的分析就会发现，该项发现可能正好是否定宇宙产生于140亿年前的一次大爆炸最有力的证据之一。 首先，我们假定宇宙真的是由140亿年前的一次大爆炸所产生，则我们可以根据爆炸的对称性和瞬时性两个重要特性推想出目前宇宙的大致形状。如“图一：宇宙模型截面示意图”所示，如果我们所赖以生存的宇宙是由140亿年前的一次大爆炸所产生且大爆炸后所生成的物质以十分惊人的高速向四周扩散的话，则目前的宇宙应该是这样的光景：由大爆炸所生成的物质所构成的宇宙空间应是一个类似如以大爆炸点为中心，以运动速度最快的物质在140亿年间所运动的距离Ｒ为外半径、以运动速度最慢的物质在140亿年间所运动的距离r为内半径的球壳。 其次，我们人类所赖以生存的地球、太阳系所在的银河系在宇宙中的可能位置最多有五种可能，如图一所示，可能位于Ａ、Ｂ、Ｃ三点上或位于ＡＢ之间或ＢＣ之间的某一点上。其中的Ａ、Ｃ点分别位于球壳的最内侧和最外侧，Ｂ点位于球壳的中部，即Ａ点和Ｃ点的中间。 第三，无论银河系在宇宙中的位置如何，在我们生存的地球上观测整个宇宙的话，宇宙中的物质是严重不对称的，宇宙的几何尺寸也是严重不对称的。由于这种严重不对称，必将导致我们所观测的结果也是不对称的，包括宇宙间星系的相对运动速度和电磁背景强度都应该是严重不对称的。更不可能得出各向同性和星系间的相对运动速度与距离成正比的结论。除非我们所观测的范围仅仅局限于球壳内很小的区域内，如：我们的银河系位于Ｂ点，且观测距离小于ＡＢ或ＢＣ时。在这种情况下才有可能出现各向同性和星系间的相对运动速度与距离成正比的情况。 第四，从目前人类所了解的物理知识看，宇宙中存在四中最基本的力，即：电磁力、引力、强相互作用、弱相互作用。但这四种力均不可能致命宇宙中的某一所谓的奇点产生爆炸。试想一下，将目前人类发现的宇宙所有物质放在一个点上，这一点的引力有多强？有那种力能将其炸开？就是目前所发现的黑洞和星系中心的天体，又有那种力能将其炸开？除非宇宙中存在第五种力。 第五，如果宇宙正的是140亿年前的一次大爆炸所产生，且宇宙间各星系间的距离随着时间的推移而不断扩大的话，则相邻星系应该越来越远才对，而目前已有的天文观测发现了不少星系间的距离才缩小，甚至有星系的相互碰撞。星系间存在的相对远去并非单一的相互远离！这无疑是对宇宙大爆炸说的一个致命打击。 第六，从目前少量报道所发现的100亿光年甚至更远的宇宙天体照片看，它们与我们银河系附近的天体并无大的差别，且多数星系也比较规则，类似于我们的银河系的碟盘状。并非人们想像中的爆炸初始期间的杂乱无章。也有不少报道星系相互碰撞，甚至有四个星系撞在一起，并不似在爆炸所称的星系间距离随着时间的推移不断加大。 如下“图二：外太空照片选”所示，每当人们看到外空星系那美轮美奂的照片时，不得不让人怀疑是否真的存在上帝之类的造物主。大多星系成蝶盘状且有两条美妙的旋臂。不仅如此，还有那几乎完美的对称美态。这不能不得让怀疑宇宙在爆炸说。宇宙中 图二：外太空星系照片选 如此繁多的、千姿百态的星系能是一次简单的大爆炸就能生产的吗？从这些照片中，我们必然会得出如下的结论： 星系不可能是由一块大爆炸所残留的原始星去通过收缩、聚集等作用而形成。最可能的形成机理是：星系的所有物质来源于星系中心，是由星系中心的、类似于管状的对称喷射所形成。螺旋状星系是由于其中心存在自转，即星系中心在喷射物质的过程中在不停地旋转，从而导致星系的螺旋状结构。而对于部分不存在自转的星系中心所产生的星系，其螺旋结构不明显，甚至成为棒状星系。个别外部螺旋、内部棒状的复杂星系则可能是其星系中心前期存在自旋，后期自旋消失而造成的。星系的两条旋臂就是星系中心对称喷射的主轴，随着喷射物质远离星系中心，所喷射出来的物质成一定的角度扩散开来。但喷射物质的运动距离与扩散角度成反比。从而导致星系成蝶盘状。还有一种可能就是：像太阳系一样，星系中心喷射出来的物质成分十分复杂，由于万有引力影响和喷射速度等的差异，重元素与轻元素能到达的最大距离是不同的，从而导致星系中心重元素偏多（丰度较高），星系边缘轻元素较多（丰度较高）。 第七，从我们所生存的太阳系的物质构成分析，宇宙不可能是一次简单的爆炸所产生。虽然太阳系的同位素组成基本一致，说明其来源相同。但在不同行星上的各种元素丰度差异极大。水星、金星、地球、火星以Mg、Si、Fe类岩石物质为主；太阳、木星和土星以H、He气体为主；天王星、海王星、冥王星以C、Ｎ、Ｏ为主。如果太阳系是由一块大爆炸后的原始星云所生成，则无论是旋转作用还是引力相互作用，位于中心地位的太阳应该是由Mg、Si、Fe类分子量大的重物质构成才较合理。另一方面，由岩石类物质组成的行星体内含有多种放射性元素和同位素，如果这类物质均是由140亿年前所生成，那么这些分子量很大的重元素要么是在大爆炸的瞬间所产生（这与大爆炸理论可能有一定差距），要么是在形成太阳系的星云过程中产生的。而太阳系星云自大爆炸到太阳系开始形成间约只有60亿年，而且是一块密度与温度均不高的星云，不可能通过热核反应合成如此大量的重物质。同星系喷射原理类比，我们很自然地想到，太阳系也是由类似的喷射作用所形成。只是这种喷射作用可能与星系中心的喷射存在规模和方式上的差异。前者应该是由于星系中心电磁、万有引力、强弱相互作用力强大无比，星系中心附近的物质可能以超高速、有规律地绕星系中心运动，从而形成管状喷射通道，类似于高能直线加速器。把进入其中的物质加速到很高的速度再喷射出来。也可能会存在一种可能性，即从此“加速器”两端喷射出来的物质在电性上正好相反，即一端喷射出负电子、正质子，而另一端喷射出正电子、负质子。而后者是由于太阳自身的热核活动而不断向外喷射物质，由于太阳的自转，因此太阳赤道面附近喷射出来的物质数量多且可到达较远的距离，从而在此平面附近形成行星。但因喷射出来的物质化学成分复杂，且不同元素的初速度可能不同。从而导致较重Mg、Si、Fe等重元素初速度小、喷射距离也小，而较轻的H、He、C、N、O元素的初速度大、喷射距离也大。这就很好解释为什么离太阳较近的水星、金星、地球和火星的重元素含量特别高；而远离太阳的天王星、海王星、冥王星以次轻元素C、N、O为主；处于中部的木星、土星以轻元素H、He为主。 总之，有越来越多的天文观测结果不支持甚至反对宇宙是由140亿年前的一次偶然的大爆炸所产生的假设。相信随着时间的推移，将有更多的天文观测结果支持宇宙不是由大爆炸所产生，也会有更多的观测结果支持宇宙并不是在膨胀或加速膨胀，而主要是由于星光随运动距离成正比的衰减导致了河外星系红移星与星系离地球的距离成正比的效应。 |
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光速恒定假设的是与非
作者：彭晓韬 （2012.03.11） [文章提要]：本文以爱因斯坦相对论基石之一——光速恒定假设作为讨论对象，通过分析研究认为：光速恒定假设存在难以自圆其说之处，从而从根本上对相对论提出质疑或反对的意见。 爱因斯坦相对论的基石之一是光速恒定假设：光在真空中总是以确定的速度c传播，这个速度的大小同光源的运动状态无关。也就是说，光速恒定假设包含的内容有：在真空中的各个方向上，光信号传播速度的大小均相同。光速同观察者所处的惯性系相对于光源静止的惯性系间的运动状态无关。 光速恒定假设的另一种表述是：在彼此相对作匀速直线运动的任一惯性系中，所测得的光在真空中的传播速度都是相等的。这个原理说明真空中的光速是个恒量，它即与惯性系的运动状态没有关系，也与光源在惯性系中是静止或匀速直线运动无关。下面我们用图来直观地表述此假设： 一、下图一《静止光源光波传播示意图》是在如下假设基础上绘制的： 1、某一惯性系（以下简称此惯性系为“Ｇa”）中有一点光源Ａ位于坐标原点O处且相对于该惯性系静止； 2、光源Ａ从Ｇa惯性系中的时间Ｔ=0时开始，每间隔1秒钟向外发出一个光脉冲； 3、图中绘制了光源Ａ在Ｇa惯性系中时间的0、1、2、3秒四个时刻光脉冲在空间中的状态。 二、下图二《1/4光速运动光源光波传播示意图》是在如下假设基础上绘制的： 1、惯性系Ｇa中有一点光源Ｂ在Ｔ＝0时位于坐标原点O处且相对于该惯性系以1/4光速匀速沿Ｘ轴正向直线运动； 2、光源Ｂ从Ｇa惯性系中的时间Ｔ=0时开始，每间隔1秒钟向外发出一个光脉冲； 3、图中绘制了光源Ｂ在Ｇa惯性系中时间的0、1、2、3秒四个时刻光脉冲在空间中的状态。 三、下图三《1/2光速运动光源光波传播示意图》是在如下假设基础上绘制的： 1、惯性系Ｇa中有一点光源Ｃ在Ｔ＝0时位于坐标原点O处且相对于该惯性系以1/2光速匀沿Ｘ轴正向直线运动； 2、光源Ｃ从Ｇa惯性系中的时间Ｔ=0时开始，每间隔1秒钟向外发出一个光脉冲； 3、图中绘制了光源Ｃ在Ｇa惯性系中时间的0、1、2、3秒四个时刻光脉冲在空间中的状态。 四、从以上三张示意图中可以看出：静止光源发出的光脉冲是以光源为中心的等距同心圆；而匀速直线运动的光源所发出的光脉冲并非以光源为中心的等距同心圆，而是随着光源运动速度的提高，光源前进方向的光脉冲间的距离越来越近，而另一侧光脉冲间的距离则越来越远。 五、按照爱因斯坦相对论光速恒定假设或称作光速不变原理，上述图示的三种情况似乎十分合情合理，并无矛盾之处。所用的时间和尺规均为惯性系Ga中的，不会因为光源Ｂ和Ｃ的运动而改变。而按照伽利略和牛顿理论，光源Ｂ和Ｃ在Ｔ＝0、1、2、3秒时刻的图像应该如下图四、五所示。 六、从以上图二～图五对比可以看出，当光源运动时，特别是光源运动的速度与光速差别较小时，伽利略和牛顿理论与爱因斯坦理论所描述的景象差别很大，应该很容易验证到底谁的理论正确。但现实中确实存在诸多困难来实际验证，其主要困难有：绝对真空现实中难实现、地球并非真正意义上的惯性系、高速运动的光源也难找到（目前人类能达到的最快速度也不过每秒数十千米，与光速30万公里差4个数量级之多。但随着科学技术的发展，目前人类应该有能力在太空中进行此方面的实测验证光速是否与光源的运动无关。下面我们仅从想像中进行分析与探讨： 1、一个发出等时差脉冲的光源，无论你相对其静止或运动进行观测，其发出的光脉冲在空间的位置不会因为你的观测状态而改变。如：在地球上向月球发出一个光脉冲，从发出到到达月球表面大约需要1.2秒。这是在相对于地球静止的参照系（我们暂不称地球为惯性系）是测得的。如果你在以每秒10千米沿地月连线上运动时，如果是在光脉冲发射瞬间你从地球向月球飞去，侧1.2秒后光脉冲到达月球表面时，你离开地球的距离是12千米，而你离月球的距离少了12千米，也就是说，1.2秒后你离光脉冲比地球少了12千米。如果正好相反，你是朝月球的反方向飞行，侧当光脉冲到达月球时，你离月球的距离多了12千米。但无论你是朝月球飞行还是朝远离月球方向飞行，均不会影响光脉冲在1.2秒后到达月球表面这一事实。 2、按照爱因斯坦理论，两个相对运动的惯性系中的时间与尺规与其运动速度Ｖ的平方相关，即相关因子f=(1-(V/C)^2)^0.5。也就是说，在上面的假设中，无论你是朝向月球还是朝远离月球方向以每秒10千米的速度飞行，两个参照系中的时间与尺规因子是相等的。假设地月间的距离是Ｌ，则朝月球与趄远离月球方向飞行时，在光脉冲到达月球表面瞬间，你分别离月球的距离为（Ｌ-12）和（Ｌ+12）。使用时间与尺规相关因子f进行变换，时间变换应该相同，以每秒10千米运动的你在光脉冲到达月球表面时，你飞行了（1.2/f≈1.20000000066667）秒；而距离的变换会因为你的运动方向不同时出现两种不同的数值，即朝月球运动时为（Ｌ-12）f，朝远离月球方向运动时为（Ｌ+12）f。根据速度的定义，在你的参照系中，当你朝月球运动时的光波速度为：（（Ｌ-12）f）/（1.2/f）=（（Ｌ-12）f^2）/1.2；而朝远离月球方向运动时的光波速度为：（（Ｌ-+12）f）/（1.2/f）=（（Ｌ+12）f^2）/1.2。两者不可能相等。 3、我们假设在图一中增加一个观测装置，该装置Ｔ＝0时在原点Ｏ处并沿Ｘ轴负方向以速度Ｖ运动，当速度Ｖ等于1/4或1/2光速时，根据运动的相对性原理，应该出现图二、三或图四、五的情形呢？由于观测装置的运动，本来是同心圆状的光脉冲空间分布景象会变成图二、三中所示的非同心圆分布景象吗？答案应该是否定的。 4、爱因斯坦理论推导出的两个平动参照系间时间和尺规变换因子f并不能将静止光源发出的同心圆状的脉冲光环变换为飞同心圆，无论时间和尺规变换因子f是大于1（时间变快，尺规变长）还是小于1但大于0（时间变慢，尺规变短）。 5、由于时间和尺规变换因子f仅作用于运动方向，即图中的Ｘ轴方向，当f大于1时，圆形的脉冲光环将会变成长轴与Ｘ轴平行（重叠）的椭圆；而当小于1时，圆形的脉冲光环将会变成长轴与Y轴平行的椭圆。但椭圆的中心点位置将不会发生变化。因为光源位于同心圆的圆心，无论如何变换，在特定时刻其位置必须是单一的。因此，如图一所示的光脉冲光环景象不可能通过爱因斯坦相对论变换而变成成图二、三的情形。我们更不能要求某一特定的、静止或匀速直线运动的脉冲光源因为观测装置相对与光源以不同的方向、不同的速度运动时而改变脉冲光环间的相对空间关系。 6、如果图二、三所示的情况属实，则当观测装置也以相同的速度和方向运动（相对光源Ｂ或Ｃ静止）时，我们必须把图中非同心圆状的光环变换成如图一一样的同心圆状。采用何种变换能实现此一目的呢？无论变换因子f为何值，均不可能实现。 综上所述，光速恒定假设与实际情况应该存在较大差距。无论采取何种变换，均不能将朝观测装置方向或远离观测装置运动的光源所发出的脉冲非同心圆状光环变换成与相对观测装置静止的光源一样的同心圆状脉冲光环。 那么如此多的试验、观测数据均支持爱因斯坦相对论，这又如何理解呢？ 其实这也挺好理解的，因为我们进行这些试验和观测时均使用了光波。由于光波速度的有限性（不是无限快的速度），在观测运动物体时，观测开始与结束时，被观测物体的位置一般均发生了变化，随着被观测物体速度的增大，这种变化也越来越大。因此，与伽利略和牛顿的理论比较，试验观测结果更倾向于支持爱因斯坦理论了。 |
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验证光速是否恒定方案探讨
作者：彭晓韬 （2012.03.16） [文章摘要]：运动光源与静止光源发出的光波速度是否有差异是衡量传统物理学与相对论理论谁更接近事实的关键，本文就此提出一些测量光速的方案供有兴趣者参考。 我们知道，光速在真空中达到每秒30万千米左右，要在地球表面这种非真空、非严格意义上的惯性系、几何尺度有限、目前能达到的高速运动体的速度与光速相差4～5个数量级之多等的不利条件下，准确测定静止与运动光源的速度差别是有一定难度的。为此，我们先对此进行一些分析与研究。 如下图一所示：我们假设在一条理想的直线上设置两个光脉冲接收器A、B，两者间的距离为S；有一沿A、B光脉冲接收器连线方向以速度V匀速运动的光脉冲发生射器，并假设光脉冲发生射器位于A接收器左侧时发出第一个光脉冲所在位置离A接收器的距离为L，光脉冲发生射器位于B接收器右侧时发出第一个光脉冲所在位置离B接收器的距离为R。则我们可以分别根据伽利略和爱因斯坦理论推导出光脉冲接收器A、B接收到同一个光脉冲的时间差TR（光脉冲发生射器在B接收器右侧时）和TL（光脉冲发生射器在A接收器左侧时）。 一、 伽利略传统理论条件下的TR和TL表达式（假设第一个脉冲发出时的时间为0） TL＝[(L+S)-L]/（C+V）＝S/（C+V） TR＝[(R+S)-R]/（C-V）＝S/（C-V） 二、 爱因斯坦理论条件下的tR和tL表达式（假设第一个脉冲发出时的时间为0） tL＝[(L+S)-L]/C＝S/C tR＝[(R+S)-R]/C＝S/C 由以上各式可以看出，A、B接收器接收到同一个光脉冲的时间差与脉冲发生器相对与A、B接收器的距离无关，仅与A、B接收器间距S、光速C及光脉冲发生器运动速度V相关。 三、 根据上以推导的四个公式，我们进行了模拟计算，分别按照目前高铁0.1～0.15km/s、炮弹速度1.8km/s、飞船速度10km/s以及A、B接收器间距1～100km，理论光速、真空中光速、空气中光速等进行计算后，得出下表《时差计算分析一览表》。从表中我们发现：（TL-TR）、（TL-tL）、(TR-tR)三者对光速的影响较小，在三种光速下的影响在皮秒级。而对光源运动速度V和接收器间距S较敏感。 1、在地球表面利用高铁进行测量的话，两接收器间距离即使在10km时，全速行驶列车上的光脉冲发射器发出的光速与地面静止的同类型发射器发出的光速也只有皮秒～10皮秒级的时间差别； 2、在地球表面利用炮弹发射光脉冲发射器的话，则可将上述高铁的数值提高12倍左右； 3、若能利用宇宙飞船、人造卫星进行试验，则在接收器间距大于5km的情况下，时间差别将达到纳秒级或更大。 总之，根据以上计算分析，只要采取合理的方法，利用目前人类所掌握的科学技术，选择合适的试验观测设备和试验方案，完全可以直接测量运动光源的光速，并通过与同条件下的静止光源的光速进行比较，就可以达到验证运动光源与静止光源光速是否相同的目的。 四、按照近年来一些报道，国际上有些天文观测发现宇宙中存在一些以很高的速度远离地球（太阳系或银河系）的高速天体，有的速度达到每秒数万千米甚至接近光速。这类天体中有一些特殊的天体——脉冲星。我们可以选择这类天体作为脉冲发射器来进行测量，则可能得到更准确的试验结果。但因为这类天体的运动速度并非确切可靠，其观测结果如果与预期的不同，即其实测的光速与地球上静止光源的光速相近时，也不能得出光速一定是恒定的准确结论。 下面的《脉冲星作为发射器时的时差计算分析表》中假设了脉冲星相对于地球的四种运动速度（可能只能计算出TR值，因为按照目前通常认识，河外天体均是以不同的速度远离银河系的），在1000～10000km/s的速度范围内，伽利略与爱因斯坦理论间的时间差在0.01～100微秒级间。 时差计算分析一览表 真空中 光速C 发射器 速度V 接收器 间距S TL TR tL tR TL-TR TL-tL TR-tR km/s km/s km ns ns ns ns ns ns ns 299792 0.1 1 3335.6 3335.6 3335.6 3335.6 -0.002 -0.001 0.001 299792 0.1 2 6671.3 6671.3 6671.3 6671.3 -0.004 -0.002 0.002 299792 0.1 5 16678.2 16678.2 16678.2 16678.2 -0.011 -0.006 0.006 299792 0.1 10 33356.4 33356.5 33356.5 33356.5 -0.022 -0.011 0.011 299792 0.1 20 66712.9 66712.9 66712.9 66712.9 -0.045 -0.022 0.022 299792 0.1 50 166782.2 166782.4 166782.3 166782.3 -0.111 -0.056 0.056 299792 0.1 100 333564.5 333564.7 333564.6 333564.6 -0.223 -0.111 0.111 299600 0.1 1 3337.8 3337.8 3337.8 3337.8 -0.002 -0.001 0.001 299600 0.1 2 6675.6 6675.6 6675.6 6675.6 -0.004 -0.002 0.002 299600 0.1 5 16688.9 16688.9 16688.9 16688.9 -0.011 -0.006 0.006 299600 0.1 10 33377.8 33377.8 33377.8 33377.8 -0.022 -0.011 0.011 299600 0.1 20 66755.7 66755.7 66755.7 66755.7 -0.045 -0.022 0.022 299600 0.1 50 166889.1 166889.2 166889.2 166889.2 -0.111 -0.056 0.056 299600 0.1 100 333778.3 333778.5 333778.4 333778.4 -0.223 -0.111 0.111 300000 0.1 1 3333.3 3333.3 3333.3 3333.3 -0.002 -0.001 0.001 300000 0.1 2 6666.7 6666.7 6666.7 6666.7 -0.004 -0.002 0.002 300000 0.1 5 16666.7 16666.7 16666.7 16666.7 -0.011 -0.006 0.006 300000 0.1 10 33333.3 33333.3 33333.3 33333.3 -0.022 -0.011 0.011 300000 0.1 20 66666.6 66666.7 66666.7 66666.7 -0.044 -0.022 0.022 300000 0.1 50 166666.6 166666.7 166666.7 166666.7 -0.111 -0.056 0.056 300000 0.1 100 333333.2 333333.4 333333.3 333333.3 -0.222 -0.111 0.111 299792 0.15 1 3335.6 3335.6 3335.6 3335.6 -0.003 -0.002 0.002 299792 0.15 2 6671.3 6671.3 6671.3 6671.3 -0.007 -0.003 0.003 299792 0.15 5 16678.2 16678.2 16678.2 16678.2 -0.017 -0.008 0.008 299792 0.15 10 33356.4 33356.5 33356.5 33356.5 -0.033 -0.017 0.017 299792 0.15 20 66712.9 66713.0 66712.9 66712.9 -0.067 -0.033 0.033 299792 0.15 50 166782.2 166782.4 166782.3 166782.3 -0.167 -0.083 0.083 299792 0.15 100 333564.4 333564.8 333564.6 333564.6 -0.334 -0.167 0.167 299792 1.8 1 3335.6 3335.7 3335.6 3335.6 -0.040 -0.020 0.020 299792 1.8 2 6671.3 6671.3 6671.3 6671.3 -0.080 -0.040 0.040 299792 1.8 5 16678.1 16678.3 16678.2 16678.2 -0.200 -0.100 0.100 299792 1.8 10 33356.3 33356.7 33356.5 33356.5 -0.401 -0.200 0.200 299792 1.8 20 66712.5 66713.3 66712.9 66712.9 -0.801 -0.401 0.401 299792 1.8 50 166781.3 166783.3 166782.3 166782.3 -2.003 -1.001 1.001 299792 1.8 100 333562.6 333566.6 333564.6 333564.6 -4.006 -2.003 2.003 299792 10 1 3335.5 3335.8 3335.6 3335.6 -0.223 -0.111 0.111 299792 10 2 6671.1 6671.5 6671.3 6671.3 -0.445 -0.223 0.223 299792 10 5 16677.7 16678.8 16678.2 16678.2 -1.113 -0.556 0.556 299792 10 10 33355.3 33357.6 33356.5 33356.5 -2.225 -1.113 1.113 299792 10 20 66710.7 66715.1 66712.9 66712.9 -4.451 -2.225 2.225 299792 10 50 166776.7 166787.9 166782.3 166782.3 -11.127 -5.563 5.563 299792 10 100 333553.5 333575.7 333564.6 333564.6 -22.253 -11.126 11.127 脉冲星作为发射器时的时差计算分析表 真空中 光速C 光源 速度V 接收器 间距S TL TR tL tR TL-TR TL-tL TR-tR km/s km/s km μs μs μs μs μs μs μs 299792 1000 1 3.3 3.3 3.3 3.3 -0.022 -0.011 0.011 299792 1000 2 6.6 6.7 6.7 6.7 -0.045 -0.022 0.022 299792 1000 5 16.6 16.7 16.7 16.7 -0.111 -0.055 0.056 299792 1000 10 33.2 33.5 33.4 33.4 -0.223 -0.111 0.112 299792 1000 20 66.5 66.9 66.7 66.7 -0.445 -0.222 0.223 299792 1000 50 166.2 167.3 166.8 166.8 -1.113 -0.554 0.558 299792 1000 100 332.5 334.7 333.6 333.6 -2.225 -1.109 1.116 299792 10000 1 3.2 3.5 3.3 3.3 -0.223 -0.108 0.115 299792 10000 2 6.5 6.9 6.7 6.7 -0.446 -0.215 0.230 299792 10000 5 16.1 17.3 16.7 16.7 -1.114 -0.538 0.576 299792 10000 10 32.3 34.5 33.4 33.4 -2.228 -1.077 1.151 299792 10000 20 64.6 69.0 66.7 66.7 -4.456 -2.153 2.302 299792 10000 50 161.4 172.5 166.8 166.8 -11.139 -5.384 5.755 299792 10000 100 322.8 345.1 333.6 333.6 -22.278 -10.767 11.510 299792 50000 1 2.9 4.0 3.3 3.3 -1.144 -0.477 0.668 299792 50000 2 5.7 8.0 6.7 6.7 -2.289 -0.954 1.335 299792 50000 5 14.3 20.0 16.7 16.7 -5.722 -2.384 3.338 299792 50000 10 28.6 40.0 33.4 33.4 -11.445 -4.768 6.677 299792 50000 20 57.2 80.1 66.7 66.7 -22.890 -9.536 13.354 299792 50000 50 142.9 200.2 166.8 166.8 -57.224 -23.840 33.384 299792 50000 100 285.9 400.3 333.6 333.6 -114.449 -47.680 66.768 299792 100000 1 2.5 5.0 3.3 3.3 -2.504 -0.834 1.670 299792 100000 2 5.0 10.0 6.7 6.7 -5.008 -1.669 3.339 299792 100000 5 12.5 25.0 16.7 16.7 -12.520 -4.172 8.348 299792 100000 10 25.0 50.1 33.4 33.4 -25.039 -8.343 16.696 299792 100000 20 50.0 100.1 66.7 66.7 -50.078 -16.687 33.391 299792 100000 50 125.1 250.3 166.8 166.8 -125.195 -41.717 83.478 299792 100000 100 250.1 500.5 333.6 333.6 -250.390 -83.435 166.956 |
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作者：彭晓韬 （2011年02月） 文章摘要：目前流行的理论均认为通过时间机器能回到过去，也可以走进未来。但本文对此作出了完全相反的结论。 自从地球上有人类以来，你听说过或发现过未来几百年、几千年或几万年的人来到过现实世界的证据、记录吗？至少目前仍无确凿的证据能证明未来的人类穿越时空来到过数千年的人类文明史阶段。本文就人类是否能回到过去或走进未来谈点浅见，供有兴趣的人士参考。 一、人类能否回到过去？ 1、什么是回到过去？ 目前最流行的说法是通过时间机器或根据相对论理论通过超光速运动返回到过去。但我们首先应该把回到过去这个概念给予比较清晰的界定，即什么是回到过去？怎样才算回到了过去？。 回到过去应该是指过去的某一时刻，如中华人民共和国开国大典现场——1949年10月1日天安门广场现场，毛泽东宣布：“中华人民共和国今天成立了”的时刻。你能见到当日在场的所有人和事，你能观察到当时的宇宙万物，包括地球上的生物、天空中的太阳、月球、星空、银河与现今世界的差别。 只有未来或今天的某个人通过某种方式回到了过去的某个时刻，如中华人民共和国开国大典现场才能算真正回到了过去。 回到过去应该与生活在当时的人们一样可以做他想做的任何事情，他可以走路、开车、吃饭、睡觉、结婚、生子、打工、赚钱，甚至杀人、放火等等。与当时的人生活得一模一样，可能只是存在语言、年龄、思想、知识等方面的差别而已。 2、人类能否回到过去？ 可能肯定地说，人类不可能回到过去。因为无论你用何种方式和途径回到过去，都将改变过去已经存在的历史。就像你若真的回到了中华人民共和国开国大典现场，你将改变开国大典现场的历史。但我们知道历史是已经存在的事实，是无法改变的。试想，如何能回到过去，你是否可以回到开国大典现场，站在毛泽东主席身旁，听他宣布：“中华人民共和国今天成立了”的声音呢？当时的录影是否应该改变，让你的身影也在其中呢！ 事实上，无论你用什么方式回到真正的过去，你都不可避免地会改变历史，改变所回到过去的某一时刻的事物。如：你得站据空间（而历史上的这一时刻该空间只有空气等，并没有你的存在）、改变空气和电（光）、磁、重力场的分布（你白天会挡住阳光、晚上挡住月光或星光，在地上留下你的身影，而历史上的这一时刻光线是直射到地面的，并没被你的身体挡住而留下身影）；你走在过去某一时刻的道路上，你会改变历史的脚印、踩死历史上并未死亡的蚂蚁、小虫、微生物等等，还可以例举许多因为你的到来，把历史改变得不再是历史的怪异事件。如，你若能回到过去，你回到了你的中学时代的某一天，见到了当时的你自己。但历史上的同一天，你并未见到过今天的你。与历史事实相背。因此，这种事情是不可能发生的。 也许有人会说，今天我们的科技水平达不到穿越时空所需的条件，但人类总有一天会达到这一科技水平，能够实现时空穿越而回到过去。但作者认为这种情况也不可能发生。如前面所说，人类有文字记载的数千年至今并未发现未来人回到现实的事情。若未来人能回到现在或过去，不可能不留下任何印记。也许还有人会说，只是未来人未回到人类历史的这一时段而已，并不代表未来人未回到人类文字记载以前或目前以后的其他时段。要回答这个问题，我们可以作如下分析： 我们知道，地球是太阳系中的一颗行星，约以每秒30公里的速度绕太阳旋转；而太阳是银河系中的一颗恒星，约以每秒250公里的速度绕银河系中心旋转；银河系是否也像太阳系一样，与其他星系组成更复杂的系统并围绕系统的核心旋转呢？作者暂时未掌握此方面的资料。但可以肯定地说，银河系也不是静止的，是在运动的，而且很可能是以比太阳系绕银河系中心运行速度更快的速度在运动。根据哈伯定律，宇宙中的星系均以非常高的速度彼此远离。因此，无论你想回到过去的何时，从现实到过去的某一时刻均需飞越十分遥远的空间才能到达过去某一时刻地球所在的空间位置。你要到达的过去某一时刻离现在越久，需要飞越的距离越远。未来的人们想回到今天，也同样需要在未来的某一时刻地球所处的空间位置飞越遥远的星际空间来到今天地球所在的位置。 无论你用何种方式进行时空穿越，你都需要从一个时空点远去到另一个时空点，无论你是用接近光速还是超光速飞行，两个时空点间都需要花费一段时间。就时间方面而言，你的用时加上你出发的时间，就是你到达另一时空点的时刻。这一时刻肯定比你出发的时刻要晚（你的飞行时间只能是正，不可能为负，并不是因为你是超光速飞行，时间就会往后退）。就像人们从地球飞到月球，目前需要4天左右的时间。若有一天，人类技术上达到能以光速甚至超光速飞行，则以光速飞行，则需要约1.3秒，若以二倍光速飞行，则需0.65秒，而不是负值。即你从地球到月球，无论你用何种方式、何种速度飞行，总会比你从地球出发的时刻晚一点的时刻到达月球。而不是相反。否则会出现，你还没有出发就已经到达的奇异情况。不过，你若真的能以二倍的光速飞行，则会出现月球上的人还没见到你出发的电视图像，你就已经到达月球的情况而已。 如果人类真能回到过去，那么回到过去的方式可能只有如下两种： 方式一：当你从今天回到昨天，你会按照时间后退的方式一秒一秒地往回走，就像汽车开进车库再倒退出来一样（空间上），你在时间上沿着你昨天到今天的过程原路返回（你会倒退地走路、吃饭变成吐饭、与你接触过的人都得像你一样疯狂、太阳也得从西往东走、整个宇宙也得在时间上往后退）。虽然这种方式可以保证在昨天至今天的这一时段内的任何时刻只有一个你，但要用这种方式回到昨天（过去）看来是毫无希望可言。因为有谁能让整个宇宙在时间上后退呢。 方式二：；另一种方式是像拨钟表、翻日历一样，瞬间或经过很短的时间，从一个时空点跳变到另一个时空点。就像目前较流行的设想，人类通过从某个“虫洞”或利用时间机器在很短的时间内穿越时空到达过去或未来的某一时空点。这种设想能否变成现实呢？答案应该是很明确的：人类永远都不可能做到这一点，无论人类的科学技术达到何种发达程度。理由如下： A、 就算目前被广泛认可的相对论是正确的，不同速度的参照系或物体时间不同，人们可以利用高速运动放慢时间的流失速度，甚至可能以超光速运动让时间倒退。但这可能也仅仅是对微观世界有用，对宏观世界的物体而言，就像人类这样的复杂生物，无论通过何种方式让你高速运动、甚至超过光速，将不可能保持生命的延续。当一个人真的掉进“虫洞”后，你可能立即分解为基本粒子了！因为“虫洞”是重力场的奇点，重力值大得不可想象。任何宏观物体进入其中，立即会被强大得不可想象的重力撕成碎片； B、 你若从目前的时空点跳变到另一时空点，可能出现四种情况：一是返回到过去你出生后至现在的时间段内；二是返回到过去你出生前；三是走进未来的你死亡前的时段内；四是走进未来你死亡后的时段内。无论是这四种情况的哪一种，都会改变历史或未来的原貌。第一种情况会在你到达的同一时刻出现二个你，而历史上只有一个；第二种情况是历史上根本没有你，你却出现了；第三种情况也会在你到达的同一时刻出现两个你；第四种情况是你已经死亡，而你又出现在了你死亡后的更晚一些的时刻。也就是说，无任在上述四种情况的哪一种情况下，均会与历史或未来的某一特定时刻的实际状况不一致，从逻辑上说不通。 C、 目前比较一致的看法是：宇宙是在137亿年前的一次大爆炸中诞生的。也就是说：宇宙中的万物的年龄均不会大于137亿年。如果真的是如此，则人类无论如何也不可能回到137亿年以前去。而且从大爆炸至今，宇宙已经扩大了无数倍。据天文观测，目前已观测到了约120亿光年前的原始宇宙天体的景象。也就是说，目前的宇宙直径应该大于120亿光年（如果银河系位于宇宙的边缘且观测的最古老星系正好处于以大爆炸点为镜像的宇宙另一边的边缘的话，则宇宙的直径等于120亿光年）。那么我们可以推算出，大爆炸后至今，各类天体相互远离的速度应接近或大于0.5Ｃ（Ｃ＝光速）。因此，你想回到从前，则应以远大于0.5Ｃ的速度运动才有可能。 二、人类能否到达未来？ 就像上面所述，人类不可能回到过去去一样，人类也不可能从目前一瞬间就到达未来某一时点，必须一年、一月、一日、一分、一秒地走向未来。理由如下： 1、目前人类没有任何记载表明有过去的生物跨越时空到达过其后某一时点的记载； 2、目前与时间可变有关的物理理论中，没有任何一种理论支持时间可以加快。只有相对论认为时间可变慢。其可信度有多高还是未知数； 3、如前面论述人类不能回到过去一样，你想在瞬间到达未来的某一时点，你需要在很短的时间内从宇宙某一点跨越至相距十分遥远的另一点，你的运动速度应远大于0.5Ｃ。人类何时才能具备如此的能力？人类是否有能力做到？即使是人类真的能做到超光速运动，你就能到达未来或回到过去？我们知道，即使是你以超过光速运动，你也得花时间从宇宙中的某一点到达宇宙中的另一点。宇宙不会因为你的超光速运动而改变。改变的只是你自己的空间位置。 三、宇宙中是否存在“虫洞” 宇宙中可能存在“虫洞”，但这种可能性可能只存在于微观世界中，即所谓的量子理论中。这种理论的正确性还需要时间的检验。但在宏观世界，特别是宇宙天体中不可能存在“虫洞”。原因有二： 1、从目前天文观测结果来看，无论是单个恒星，还是星系，宇宙中的天体均为球对称体。因此，与其相联系的各类场（电、磁、重力以及强、弱相互作用力等）均为球对称，不存在由于局部非对称性的力场条件而形成“虫洞”。也就是说，如果某个宇宙空间有“虫洞”存在，则此洞应该是球对称的，不可能形成管道状“虫洞”而使宇宙中两个不同时空区域相连。 2、无论在何种力场中，不可能存在时空奇点。也就是说：物理中不可能存在无限大的力场，而只能存在于数学上。各种描述力场的数学方程式均是对各种力场的近似描述，而不是精准描述。就像数学上描述共振条件下，振幅会越来越大，经过一定的时间后，振幅会无穷大。但物理上，不可能做到长时间保持共振条件。还有描述重力场的数学公式中，当距离Ｒ＝0时，重力场强度为无穷大。但物理上不存在Ｒ＝0的条件。因为Ｒ＝0时，质量也为0。 四、结语 人类文明几千年以来，对自然的认识日新月异。但近代物理在解释某些人类现有知识无法解释的自然现象时，往往容易落入唯心主义泥潭。目前较流行的宇宙大爆炸学说和相对论不无此方面的嫌疑。前者是依据宇宙中不同星系间的红移与距离成正比的天文观测结论。但近来有不少报道证实，宇宙中有不少星系会发生相撞。也就是说，星系间不是简单的相互间距离随着时间的推移而越来越远。因此，红移量与星系间的距离成正比的原因并不是单纯的与两者间的相对运动速度有关，应该还与距离有关。如星光随运动距离衰减而产生红移。而后者是建立在完全唯心的假设——光速为常数的基础上的，是为了解释迈克尔逊—莫雷实验结果。通过光速为常数的假设进而推导出时空与运动速度有关，并建立了一个数学公式，任何运动物体的时空变化与其运动速度与光速的比值有关。且当运动速度等于光速时，时间会变成慢到不变，长度则压缩为0。但光本身也在变化，光有生成、传播、遇到物质被吸收的过程，这过程中难道没有时间的变化？太阳光自生成后传播到地球需要用时8.3分钟。到达地球后会被地球上的物质吸收而消亡。相对论还有一个推论是：若你坐在一高速运动的飞船上，寿命会变长。若按照相对论的数学公式，你的飞船速度如果等于光速则你的寿命就永恒不变了。你在飞船上就不需要吃饭、睡觉、甚至呼吸了。这明显违背常理。只能是人类使用光作为观测手段而带来的假象。也就是因为你以光速运动时，只能收到你出发时的信号，后续信号因为其光速为常数的假设可能接收不到的结果。但你在飞船上还得与在地球上一样的生活，不可能由于因为以相对于地球运动速度为光速而不吃不喝。否则，就会落入地球是宇宙的绝对参照系的唯心主义泥潭。其实相对论的另一假设就是：在所有互相以恒定速度作相对运动的参考系中，物理定律可用形式相同的方程式来表示。这一假设表明了普适参考系是不存在的。如果物理定律对于作匀速相对运动的不同的观察者具有不同的形式，那么，就可由这种差别来确定哪一个物体在空间是“静止”的，哪一个是“运动”的。但是，由于没有普适的参考系，这种区别在自然界不存在。所以，相对论的各种推论，包括时间、长度与运动速度有关，不同参照系中的时空不同，与其此假设就相左。从目前天文观测结果，系外星系有的相对于银河系的运动速度达到甚至超过光速，如某些类星体，按照其红移量均为相对运动速度而产生的假设推导出的结果，其相对速度远大于光速。那么是不是这些类星体上的时间是逆转的，倒流的呢？按照相对论参照系的假设，则如果你在此类星体上观测我们地球，应该也会得出地球在以超光速运动，那么你是否应该得出结论：地球上的时间是倒流的，长度是负的呢？另外，你在不同星系中观测地球，会得出不同的地球时间与长度。但地球上的时间与长度与你在不同参照系上的观测有关吗？它是客观存在的，与在何处观测无关！ 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