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引力不影响光速的实验证据和理论依据
[楼主] 作者:szshanshan  发表时间:2012/12/16 01:25
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引力不影响光速的实验证据和理论依据

一，引力不影响光速的实验证据; 二，引力不影响光速的理论依据; 三，哈勃红移是途中引力红移 ;  四，严重的后果   

      沈建其先生在维相中遇到危机时总是搬出广义相对论来解危，他说广相可以得出“光速会随引力场（或加速度）而变化”，吓住了许多不懂广相的人，他往往就不战而胜了。   但广相是以狭相为基础，是狭相的继承与发展，光速保恒原理又是狭相的根本，广相怎么会用“引力会改变光速”来推翻自己呢?

               一，引力不影响光速的实验证据

1，国际定义的长度单位‘米’是由光速和‘秒’决定的，各国比对和复现‘米’时除了用国际规定的铯钟外还要用光速。若引力会改变光速，则不同纬度的城市会因具有不同的重力g而有不同的光速值，可各国计量局在比对或复现‘米’时从未进行过光速的重力修正。国际权度局在1997年对复现铯钟‘秒’补充规定了使用的温度条件，但没有补充规定复现光速的附加条件，这充分证明了自1983年至今实验没有发现引力会改变光速。

       有人会说，是测量精度不足以发现。事实上各大城市间的重力差远大于    20米高度差的重力差，后者1964年就

    能测量出，现今的测量精度比1964年   提高了百倍以上，能测量不出更大的城市间重力差效应吗?

2，脉冲雷达测速和脉冲激光测距中，接收或反射光脉冲的飞机、飞船、火箭等受光体的速度、加速度在不断变化中，所处点的引力场也随时在变化中。发射基地的光源也具有可变的速度和加速度，不同的基地有不同的引力。可在计算距离时，仅用恒定的光速值，並没有对光速加上飞行接收器速度和加速度以及引力的更正，更没有加上光源速度和加速度以及引力的更正。

 

3，GPS定位中，用户只用接收几个信号的到达时间就可定位，並不需要先测出自己的速度、加速度和引力来更正信号的传输速度，再来定位。用户可以是在开动的飞机、火车和汽车上，他知道自己的速度、加速度和引力也从不自编程度来更正光信号传播速度再算出自己的位置。GPS的经营方更无法对发出光的传播速度进行更正，因为用户千千万万，经营方无法知道被定位的用户的速度、加速度和引力。所以，GPS定位的经营方和用户都没有对光速值进行过更正，多年来定位运行正常。也就是说，光速不受接收器的速度、加速度和引力的影响，更不受光源的速度、加速度和引力的影响。 

本帖地址：http://club.xilu.com/hongbin/msgview-950451-283830-1.html[复制地址]
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 [2楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2012/12/16 10:11 
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回复szshanshan：

这篇文章（见下）给出的结论是，重力会影响光速，有具体的计算公式，它的根据好像是Shapiro上世纪六十年代的实验，你可以研究一下这里到底出了什么问题（我的初步结论：要么一、文章造假，要么二、所谓的重力影响其实是太阳大气的影响。当然目前我也不想排除其它可能。）：

iau-comm4.jpl.nasa.gov/XSChap8.pdf

（如果搜不到的话再把网址前加上http://）

 [3楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2012/12/16 10:31 
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对【2楼】说：

有关公式见8.7节的8-20,8-21,8-22.

 [4楼]  作者:caozhongyin  发表时间: 2012/12/16 10:43 
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既然承认高度差能影响原子钟"秒"的长短,又怎么撇清高度与重力加速度的关系?高度是通过方式和途径来影响原子钟的快慢的?
 [5楼]  作者:caozhongyin  发表时间: 2012/12/16 10:44 
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什么方式和途径
 [6楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2012/12/16 11:09 
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对【4楼】说：

老曹，你用的公式是按照重力对光子做功的思路导出的，如果这个公式正确，那么光子从高重力势的地方向低重力势的地方传播时其速度比没无任何重力势时要快，反之要慢。

但是根据【3楼】提到的公式，只要有重力场，光子的速度总是变慢。这就是我前面所说的问题，这表明以上两个结果所涉及的物理机制应该不同。

~无忧仙人

 [7楼]  作者:caozhongyin  发表时间: 2012/12/16 11:56 
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帖子审核就象是广州亚运会的帐目，不知要审到什么时候？
 [8楼]  作者:caozhongyin  发表时间: 2012/12/16 12:04 
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光速是分类的,我把光速分为内在光速、以太光速、和表观光速，按能量守恒算出的光速为内在光速，内在光速与原子钟快慢相关联，内在光速是变的；光经以太作用后的速度，也就是光相对以太的速度叫以太光速，以太光速是不变的；光与非以太参考物的相对速度叫表观光速。要搞清光速变不变，首先要分清是什么光速，不能一概而论。
我在拙作《新编自然哲学的数学原理》中对许多现代前沿科学问题作了论述，你所说的问题都可以找到答案。我很想把拙作发你审阅修改，又怕你高高在上，不肯俯视，也就搁下了。
 [9楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2012/12/16 12:36 
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对【8楼】说：

老本家，我这段时间确实很忙，没有空看其它的东西。论坛也有别人有类似要求，但是遗憾的是都无法照顾到。等我手头的事情有个眉目（可能还需几个月），我再帮你看。

~无忧仙人

[楼主]  [10楼]  作者:szshanshan  发表时间: 2012/12/16 12:46 
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对【2楼】说：
搜索不到所说文章，是否请贴出所说文章。若太长，可只贴摘要和涉及的主要内容。
[楼主]  [11楼]  作者:szshanshan  发表时间: 2012/12/16 13:48 
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对【2楼】说：

J.L.Shapiro1971年的论文是宇宙光度质量密度的观测实验结果。I.I.Shapiro1968年和1971年的论文是关于雷达回波时延的理论和实验。你说的涉及光速变化的Shapiro应该是后者。雷达回波时延的实验结果后来有多人重复，应该是可靠的。

I.I.Shapiro1971年的实验只测量光束经过太阳引力场比没有经过引力场的到达时间更迟，称为雷达回波时延。此实验中他没有测量光速，他可能把时间延迟误认为是光速变化引起。实际上光束经过太阳引力场比没有经过引力场的还发生了偏折使路径的距离也更长，距离/时间=光速则经过引力场的跟没有经过引力场的完全相同。即是说，光速不会随引力变化。这正是我在后面要说的：

偏折、时延和红移用的是同一个度规，三者的结论自然能相互印证，距离、时间、频率和波长都随引力变化，但光速不随引力变化。

 [12楼]  作者:caozhongyin  发表时间: 2012/12/16 14:34 
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10楼基本上是对的。
不过这里所说的光速是表观光速。雷达回波延时实验，之所以延时，是路程增加了，之所以路程增加，是因为路径是是变曲的，之所以变曲，是因为太阳的引力作用，使原本射向外侧的光线偏折射向地球，光线走的是弧线。
 [13楼]  作者:caozhongyin  发表时间: 2012/12/16 14:51 
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不是引力是光速不起作用，没有影响，而是以太作用反向调节。引力强度大，光速快，但另方面，以太的密度增加了，以太密度大又使光速降低，两种作用效果是一样的，所以光速不变。光速与光源也有相类似的关系，光源运动快，光速快，但相对光来说，以太的密度增大了，又使光速降下来，也表现出光速不变。
 [14楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2012/12/16 18:32 
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对【10楼】说：
让我试着把扫描的文章的一页传上来。
 [15楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2012/12/16 19:04 
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对【14楼】说：
 [16楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2012/12/16 19:07 
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对【15楼】说：
如果看不清，好像可以点击图片后放大。
[楼主]  [17楼]  作者:szshanshan  发表时间: 2012/12/16 22:42 
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对【16楼】说：
请传第一页的摘要，才可知道论文整体说的是什么。
 [18楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2012/12/16 22:53 
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对【17楼】说：
CHAPTER 8: Orbital Ephemerides of the Sun, Moon, and Planets
E. Myles Standish and James G. Williams
 [19楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2012/12/16 23:04 
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对【18楼】说：
8.1 Fundamental Ephemerides
The fundamental planetary and lunar ephemerides of The Astronomical Almanac, starting in the year 2003,
are DE405/LE405 of Caltech's Jet Propulsion Laboratory (JPL). They replace JPL's DE200 which have been
used in the almanac since 1984. Previous to 1984, the fundamental ephemerides were based upon analytical
\theories"; these are described in Section 8.2. DE405/LE405 result from a least-squares adjustment of a
previously existing ephemeris to a variety of observational data (measurements), followed by a numerical
integration of the dynamical equations of motion which describe the gravitational physics of the solar system.
These fundamental ephemerides are the bases for computing the planetary and lunar positions and other
related phenomena that are listed in the almanac.
 [20楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2012/12/16 23:04 
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对【18楼】说：
8.1 Fundamental Ephemerides
The fundamental planetary and lunar ephemerides of The Astronomical Almanac, starting in the year 2003,
are DE405/LE405 of Caltech's Jet Propulsion Laboratory (JPL). They replace JPL's DE200 which have been
used in the almanac since 1984. Previous to 1984, the fundamental ephemerides were based upon analytical
\theories"; these are described in Section 8.2. DE405/LE405 result from a least-squares adjustment of a
previously existing ephemeris to a variety of observational data (measurements), followed by a numerical
integration of the dynamical equations of motion which describe the gravitational physics of the solar system.
These fundamental ephemerides are the bases for computing the planetary and lunar positions and other
related phenomena that are listed in the almanac.
 [21楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2012/12/16 23:32 
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对【20楼】说：
For the final (integration) phase of the ephemeris creation process, there are three main ingredients, each of
which constitutes a major phase itself:


  1. the equations of motion describing the gravitational physics which govern the dynamical motions of the
    bodies,
  2.  a method for integrating the equations of motion , and
  3.  the initial conditions and dynamical constants; i.e., the starting positions and velocities of the bodies at
    some initial epoch along with the values for various constants which a ect the motion (e.g., planetary
    masses).
 [22楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2012/12/16 23:38 
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对【21楼】说：
It is mainly the accuracy of the third component, the initial conditions and dynamical constants, which
determines the accuracy of modern-day ephemerides, since the other two components (the physics and the
integration method) are both believed to be suciently complete and accurate. The values of the initial
conditions and constants are determined by the least squares adjustment of them to the observational data
(measurements), and the accuracy of this adjustment, and thus of the ephemerides themselves, depends
primarily upon the distribution, variety, and accuracy of the observational data. This crucial part of the
ephemeris creation process is given in Section 8.5.
It is assumed that the equations of motion accurately describe the basic physics which govern the motion
of the major bodies of the solar system - at least to the presently observable accuracy. For the motion of
the Moon, the tting of the lunar ephemeris to the lunar laser-ranging observations is used to estimate the
constants involved and to help distinguish various models of the lunar interior, Earth-raised tides, etc. The
equations of motion are given in Section 8.3.
Numerical integration of the equations of motion is the only known method capable of computing fundamental
ephemerides at an accuracy which is comparable to that of the modern-day observations; analytical theories
have not been able to attain such high accuracy. The computer program which was used to integrate the
equations of motion for DE405/LE405 has been demonstrated to be suciently accurate (Newhall et al.,
1983).
 [23楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2012/12/16 23:39 
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对【22楼】说：
The reference frame for the ephemerides is the International Celestial Reference Frame (ICRF: Ma et al.,
1998). The advantages for using the frame are many; they are discussed in Section 8.6.
The independent variable of the equations of motion, and, thus, of the fundamental ephemerides themselves,
may be termed, \Teph". It is a fully rigorous relativistic coordinate time, implicitly de ned by the equations
of motion themselves. Teph may be considered similar to previously-de ned \ET" or to \TDB", since their
average rates are the same, even though there are basic di erences in the de nitions. The time recently
de ned by the IAU, \TCB", is mathematically equivalent to Teph; TCB and Teph di er by only a constant
1
rate. (For a discussion, see Standish, 1998b).
This chapter describes the previous ephemerides used in the Astronomical Almanac [Section 8.2]; presents
the equations of motion used in computing the present ephemeris, DE405 [8.3]; gives some detail about the
numerical integration program [8.4]; describes the observational data to which DE405 was adjusted [8.5];
discusses the reference frame of the ephemerides [8.6]; gives some of the formulae used in reducing the
observational data [8.7]; presents the values of the initial conditions and constants of DE405 [8.8]; estimates
the accuracy of the ephemerides [8.9]; gives sets of Keplerian elements useful for producing approximate
planetary coordinates [8.10]; and shows the sources where DE405/LE405 may be found on CDrom and over
the Internet [8.11].
[楼主]  [24楼]  作者:szshanshan  发表时间: 2012/12/17 11:15 
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对【14楼】说：
谢谢无曹先生给出的资料，我现在明白了：

    你贴出的资料第8章讨论的是太阳、月球和行星的轨道星历表。其中8.7.5节是相对论的时延， 在计算星体位置和速度时需加上 (8-22)式的相对论的时间延迟修正。公式中用了夏皮罗1964年的理论(国际公认的雷达回波时延论文是1968年的理论I.I.Shapiro et al. Phys Rev Lett.1968,26,1132)。 8.7.6节是太阳日冕的时延，在计算星历表要加上 (8-23) 式的太阳日冕的时间延迟修正。这两项修正是对太阳、月球和行星的轨道的，它影响星体的位置和速度。文章中没讨论光速，更不涉及到要修正光速。I.I.Shapiro的论文没说要修正光速，此文的作者只是引用Shapiro等的理论，如何敢说要修正光速。 

                                                                             
[楼主]  [25楼]  作者:szshanshan  发表时间: 2012/12/17 11:18 
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二， 引力不影响光速的理论依据

1， 陈绍光的途中引力红移

沈建其在主帖《爱因斯坦飞船》4楼说：“飞船内部是一个匀强引力场,沿着水平方向。设水平坐标为x, 竖直坐标为z，则度规为：

ds^2=(1-gx)^2*dt^2-(dx^2+dz^2)/(1-gx)^2.

在x=0（发射激光的水平位置x=0），竖直向上的光速仍旧为c （只要取x=0，上面还是一个平直度规ds^2dt^2-(dx^2+dz^2））。

但是根据度规可以看出，水平方向的光速可变，是x的函数。由此说来，竖直、水平激光不同时回到出发点。”

沈建其错了! 这也是爱因斯坦本人解他自己的方程所犯的一个最大的错误。他计算引力场对光速的影响时只取了牛顿近似的度规，即只用了度规的时间分量ds^2=(1-gx)^2*dt^2，忽略掉了度规的空间分量ds^2=-(dx^2+dz^2)/ (1-gx)^2*dt^2，从而得出“引力场会影响光速”的错误结论。严格解的史瓦兹希尔德度规是用球坐标，在这里用直角坐标近似不会改变所讨论问题的性质。我们现在就用沈先生给出的这个度规。

对于速度远小于光速的天体的运动是可以用牛顿近似的度规，忽略掉度规
空间分量不会引起大的误差。但对光来说，被他忽略掉的空间分量与时间分量有
同样的大小。忽略掉了一半不仅是数量上不对，而且改变了问题的性质。本来引
力场不会影响光速，由于忽略掉度规的空间分量就得出了“引力场会影响光速”
的错误结论。

爱因斯坦1911年直接用牛顿定律加‘光子说’得出太阳和地球引力势之差的引力红移公式，是引力势影响原子跃迁光谱的爱因斯坦红移。他还得出：星光掠过太阳或其他恒星时，恒星引力只能偏折光却不能红移光。这是典型的牛顿保守力使光子改变动量而偏折，却不能使光子改变能量而红移。但却违反了动量-能量构成四维矢量的相对论，光子动量变化了能量却不变是不可能的。1916年后他用完整的度规计算偏折，改正后的偏折是1911年偏折值的两倍。不知他是有意还是无意，从1916年广相问世至1955年逝世，他一直用牛顿近似的度规计算引力红移，自然得出了和1911年直接用牛顿定律相同的结果。本来他只要在用完整度规计算偏折的同时也计算一下引力红移，就能预言到后来的哈勃红移和雷达回波时延。由此可见，爱因斯坦自己毕生也没能直正了解自己的相对论。他的错误成就了哈勃和宇宙膨胀论和大爆炸宇宙论的提出者们，可以说，是爱因斯坦的错误引爆了宇宙。爱因斯坦的“引力场会影响光速”和“否定路途中的引力红移”两大错误，起因只是一个令人哭笑不得的对光用了牛顿近似度规。但却影响到一代又一代的后来追随者跟着犯错误。

正确的计算很简单：对沿水平轴的光束有z=0，存在有引力相对于没有引力的g=0来说，度规的时间分量使光波频率减小（即引力钟慢的光波周期增大），度规的空间分量使光波波长增大。周期和波长的相对增大是同步的（同时发生）和同值的，光速=波长/周期则是有引力存在时和没有引力存在时具有相同的值，即光速跟引力场存在与否无关。由此，光速跟加速度存在与否也是无关，且任何时刻地点都无关。加速度的时间积分是速度，从而光源的速度和接受器的速度也都与光速无关。这已经被实验充分证实，详见我的主帖《雷达和激光脉冲测距证实了观察者速度和光源速度都不能与光速合成迭加》和陈绍光著《谁引爆了宇宙》。

2， 夏皮罗的雷达回波时延

有意思的是，夏皮罗在爱因斯坦逝世后的1968年和1971年分别用理论和实验
确立的广义相对论第四大考证——雷达回波时延，是掠过太阳的光束相对于不经过引力场（不掠过太阳）的光束的到达时间延迟。夏皮罗用的正是‘度规的时间分量使光波周期增大的时间延迟，加上度规的空间分量使光波波长增大的时间延迟，但光速不变’。
为什么时间延迟了光速却不变? 因为掠过太阳的光束在时延的同时也偏折，偏折了的弯曲光比没有引力时走直线的光路径的距离也更长了。弯曲路径的距离/延迟的时间=有引力时光速=原直线距离/未延迟时间=无引力时光速。偏折和时延测量的是距离（偏折角度）和传播时间的变化。而红移是测量光波长和光频率（光波周期）的变化。同样得到有引力和无引力的光速是一样的。因为偏折、时延和红移用的是同一个度规，三者的结论自然能相互印证，距离、时间、频率和波长都随引力变化，但光速不随引力变化。
夏皮罗没有说爱因斯坦用错了度规，他的雷达回波时延的论文当即发表了。
 [26楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2012/12/18 01:44 
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对【24楼】说：

回szshanshan：

方程8-20,8-21默认的是光的真空媒介速度是c的事实，这里所说的真空媒介是指以太阳系质心惯性系为背景的光的传播媒介。为了简化问题，不妨先忽略日冕与地球大气这两种延时效应，而只考虑所谓重力（或相对论）的延时效应。如果重力不改变光子的传播路径的话，那么延时的直接后果就是光速的减小，即行星间无线电测距时电波的实际传播速度要小于光的真空媒介速度c=299792458 m/s，作者不需要对光速理论再做修改，但是他们所用的实际光速已经是变化了的光速。

当然，要否定以上结论，可以试图证明光子的实际传播路径也是弯曲的，如曹中寅前面所说；但是问题是，szshanshan能够证明这一点吗？我看比较悬。

[楼主]  [27楼]  作者:szshanshan  发表时间: 2012/12/18 12:12 
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请沈建其先生出来辩论。我的这个主帖否定了沈建其先生的许多帖子，为何沈先生还不来反驳!
[楼主]  [28楼]  作者:szshanshan  发表时间: 2012/12/18 12:17 
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对【26楼】说：
   无需我再来证明! 爱因斯坦用广相唯一严格解完整的史瓦兹度规计算偏折，夏皮罗用同一史瓦兹度规计算时延，两人的论文都是人尽皆知的。任何一本广相教科书中都有，也容易查到这两位名人的原文。   史瓦兹度规是时空尺度随引力的变化，引力钟慢使真空中光频率减小或周期增长，引力尺缩使真空光的波长增长。通俗地说，真空中固定两点A、B之间有N个波，没有引力时光走直线，有引力时波长增长了的N个光波在直线中就摆不下了，光的路径不得不弯曲，这就是引力致光的偏折使光走的距径的距离变长。引力钟慢的N个周期都变长，光从A到B走的时间也增长了，相对无引力时而言就是到达时间的延迟。光速=波长/周期当然有引力和无引力是一样的。    时空是人们头脑中的东西，不同的人有不同的时空。爱因斯坦用“时空曲率”“时空弯曲”等概念来说事，可以方便地改变时空使自己永远立于不败之地（头脑中的时空不但因人而异，而且同一个人在不同的时刻可以有不同的时空）。真空是客观存在的而且是唯一的，陈绍光用光在真空中的路径来说事的广义相对论新版本，则是一目了然的，可用实验直接否定或肯定的。
[楼主]  [29楼]  作者:szshanshan  发表时间: 2012/12/18 12:25 
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三，哈勃红移是途中引力红移

陈绍光的途中引力红移是是光波能量的途中损耗，包括度规的时间分量使光波周期增大的红移加上度规的空间分量使光波波长增大的红移两项，光速=波长/周期不变。由途中引力红移直接得出了哈勃红移，命运就不同了。陈绍光的哈勃红移是途中引力红移的论文，在国内外投稿了无数次，经历了近二十年时间才在 th37 COSPAR （2008）以标题《High redshift in greatness scale caused by Interstellar and Intergalactic Media》发表。
论文中从量子场论的弱作用的类卡西米尔压力和广义相对论的质量可变共同导出的同一公式

F Q =F G = Fp + Fm = - G (m M /r2 ) [(r/r ) + (v/c )]，

指出引力作用被纳入到了弱电统一理论。再用F Q =F G公式导出能量损失率公式，得出引力波是偶极辐射。再由能量损失率公式计算出脉冲双星PSR1913+16的周期变化率。最后由F Q 或F G计算出光子经过大质量附近时的能量损失率，即光在路途中的引力红移率

Red=(E-Ei)/Ei=∫ F G ∙ ds / Ei = - 4 GM / c 2 D ，

由此算出光掠过太阳的红移率为- 4 GM / c 2 D =-8×10-8，用实际观测到的宇宙光度质量量密度约10-31 g cm -3，当宇宙的光度质量全由具有太阳质量的恒星均匀分布构成，则两星之间的距离为800PC，得出光每次都掠过恒星时的最大红移率常数为 3000 km s-1 / MPC，平均值为62.5 km s-1 / MPC (接近哈勃常数的观测值)。这将影响由红移估算的天文距离和许多天文参数。

无独有偶，今年陈老師发表在 th39 COSPAR论文《引力辐射是偶极辐射》，一样的内容在2010年就投稿到了 th38 COSPAR，只是多讲了：“不该发诺贝尔奖给用了错误的四极辐射公式的 J.H.Taylor，应该得诺贝尔奖的 J.Weber 却没得到”，就被当年的大会审稿委员会拒绝发表。今年陈老師再投稿时删除了可以不讲的抱怨的话，标题也用了客气的 likely，才被接受发表。挑战权威的结果就是如此，看来与主流科学家打交道还是客气些好，不论你自认为自己论文多优秀，人家不让发表就发表不了。

四，严重的后果

理论和实验都证实了：引力场以及观察者和光源的速度和加速度都与光速无关。但权威的影响太大了，爱因斯坦对光波用了牛顿近似度规，也被认为用的对。至今许多人仍坚持“引力会影响光速”和“路途中的引力红移不存在”。 其中主要原因是：若不否定路途中的引力红移，《宇宙膨胀论》和《大爆炸宇宙论》就不成立，这涉及到众多发达国家的国教，他们能不坚持吗?
这必将是一场跨几个世纪的持久争论! 但並不是科学的论争，对v=c 的光波用v<<c的近似，还需要辩论科学上的逻辑是非吗? 这只是一场信仰之争。幸运地我们进入到了21世纪，信仰的战争己经温和得多了。只是口诛笔伐和权势、金钱与與论的打压，不会如同以前的十字军东征那样消灭异教徒肉体。
 [30楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2012/12/18 12:46 
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对【28楼】说：

爱因斯坦与夏皮罗的结果基本上都是没谱的东西，还是别太当真为好。

另外，你认为光子沿着重力梯度的方向传播时也弯曲吗？

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