恒星的超光速问题
2014-7-10　刘波
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　　以10Ｃ远离地球的光源，其光波能否到达地球？
　　类星体的超光速现象，在相对论看来，是难以解释的；但用经典理论分析，却很好解释。

　　如果一颗恒星以10Ｃ远离地球，它发出的光波，可否到达地球？
　　为了简化分析，我们将以太的速度，由渐变改为突变，来分析一下：
假设这一恒星相距地球100光年，现在正在以10Ｃ远离地球。但是，在距离恒星1光年以内，以太受恒星引力场控制，相对恒星静止，在1光年以内，光波相对恒星，速率＝Ｃ。但当光波在1光年以外，速率发生突变，这时的以太，受地球控制，相对地球静止。
　　在逼近地球的方向，光波不会停止，在1年后，光波突破恒星的控制，进入地球的控制空间。这时，以太相对地球静止，光波相对地球的速度，突变为Ｃ。这时，恒星相距地球的距离＝100光年+10光年＝110光年，但光波相对地球的距离＝110光年-1光年＝109光年。
那么，在109年之后，光波将到达地球。但是，这时的光波，相对地球的速度＝Ｃ，波长变为原来的11倍，这一恒星发出的光波，其红移率变为10。
不过，这一光波的平均速度Ｖ，不再等于其发射速度Ｃ，也不再等于其接收速度Ｃ，
Ｖ＝100光年/110年＝0.909Ｃ
看来，这一光波的发射速度＝Ｃ，只是相对于恒星；
接收速度＝Ｃ，只是相对于地球；
平均速度Ｖ＝0.909Ｃ，只是相对于地球。

　　同理，如果一个类星体以1000倍光速远离地球，它发出的光波，也可到达地球。设类星体距离地球10000光年，它发出的光波，在1年以内，受类星体控制，相对地球的光速＝-1000Ｃ+Ｃ＝-999Ｃ，但1光年后，进入了地球的控制空间，其速度突变为Ｃ，但光波波长变长到原来的1001倍，光波的红移率变为1000。不过，这一光波的平均速度变小了，Ｖ＝10000光年/1100年＝0.909Ｃ
　　但这一平均速度Ｖ，由光波的传播路径决定，并不是一个恒定的数值。在远近不同的空间，光速的平均大小，并不一致。
　
　　红移等于2表示天体的宇宙学速度是光速的两倍。星系红移，一个叫做8C1435+63的天体，其红移值等于4.25，表示天体的宇宙学速度是光速的4.25倍。
　　宇宙微波背景辐射的红移是1,000，那么，发射这类辐射的光源，远离地球的速度，是1000Ｃ
　　只是，这类辐射的光速，开始可能以-1000Ｃ的速度逼近地球，但是，在逼近地球的过程中，速度渐渐变大，直到Ｃ。最后达到地球时，速度＝Ｃ。
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为了方便大家理解，还可以增加一个匀变速情况，来分析一番。

恒星以10Ｃ远离地球，在距离恒星1光年以内，光波相对恒星，速率＝Ｃ。1年后，恒星相距地球的距离＝110光年，但光波相对地球的距离＝109光年。

在距离恒星1光年以外的空间，以太不再静止，而是由相对恒星静止，渐变到相对地球静止。在1年内，光波相对地球的速度，由-9Ｃ渐变到1Ｃ，当然，这只是在逼近地球的方向上。
假设这是一个匀变速过程，则光波相对地球的平均速度＝（-9Ｃ+Ｃ）/2＝-4Ｃ；
那么，第二年光波的平均速度＝-4Ｃ，位移＝-4光年；
那么，在第二年后，光波相对地球的距离增大到109+4＝113光年；
之后假设光速一直保持恒定，则113年后，光波将到达地球。

不过，从全程来分析，这一光波的平均速度Ｖ，不再等于其发射速度Ｃ，也不再等于其接收速度Ｃ，而是　　Ｖ＝s/t＝100光年/115年＝0.87Ｃ

光波到达地球时，相对地球的速度＝Ｃ；但相对其光源恒星，却是11Ｃ，
波长变为原来的11倍，这一恒星发出的光波，其红移率变为10。
看来，光波的波长，与参考系的选择无关，只与光源的相对速度有关。
光波相对光源的速度发生变化，才是波长变化的根本原因；
看来：如果光波相对光源的速度始终是Ｃ，那么，波长不会发生变化！
而观测者的运动速度，对波长的变化，是没有影响的。

宇宙微波背景辐射的红移是1,000，那么，发射这类辐射的光源，远离地球的速度，是1000Ｃ。　　这类电磁波到达地球时，相对地球的速度＝Ｃ；但相对其光源的速度，却是1000Ｃ。
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以上只是一个粗略的分析，不知是否合理？
也许，您还有更精确的分析，请大家畅所欲言。
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用光速不变可直接推出光辐射多普勒频移不会发生的定论，而实际的情况是不但有频移发生，而且频移值是可变化和随动的。  
由于光速不变直接导致无多普勒频移发生，而这与铁的事实相违背。
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爱因斯坦把多普勒效应解释为所谓相对论的时间延缓效应,从而掩盖了光速变化的事实,完全是自欺欺人的自圆其说。
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文摘：　　光速不恒定？爱因斯坦相对论遭挑战
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http://www.sina.com.cn> 2002年08月11日20:41 中国日报网站
 
　　中国日报网站特稿：澳大利亚科学家近日大胆宣称，光速可能不是恒定的。这一“革命性观点”直接挑战现代物理中最神圣的法则——爱因斯坦的相对论。

　　据美国全国广播公司8月8日报道，悉尼麦加里大学的理论物理学家保罗·戴维斯领导科研小组进行了大量的研究工作，他们发现，光速也许并非恒定的，在数十亿年的漫长岁月中，光的速度有可能会变慢。如果说法成立，那么人类将重新思索宇宙的基本法则。

　　戴维斯教授表示：“那就意味着我们要放弃相对论，而‘能量等于质量乘以恒定光速的平方’将不再是我们研究宇宙的基础。但也并不是说我们要把从前的教科书扔到垃圾箱，新理论应该合并旧理论——这就是科学革命的自然规律。”

　　根据新南威尔士大学天文学家约翰·韦伯收集到的有关数据，戴维斯小组得出光速并非恒定的结论。韦伯观测到：一个距地球120亿光年的类星体发出的光，在到达地球的路程中从星云中吸收了错误类型的光子。但是根据现代物理的理论，它是不可能吸收这种类型的光子的。

　　戴维斯分析说，造成如此现象的可能性只有两个：电子电荷发生变化、或是光的速度发生了变化。但是根据现代物理的理论，无论是电子电荷还是光速，都是不可能发生变化的。这就给天文学家和物理学家们提出了一个难题。

　　到底是谁变了？戴维斯小组开始了大量的研究论证，从黑洞到地心作用，他们从各个方面寻找答案，最终发现，关于电子电荷的热力学第二定律是牢不可破的，所以，唯一的可能就是质疑爱因斯坦的相对论，推翻光速恒定的理论。

　　戴维斯说：“当物理学的基石倒塌后，我们应该坚持什么、丢弃什么，都是我们应该考虑的问题。我们现在经历的如同100年前相对论出台时的科学转折点。”他还指出，由相对论而得出的光速最快理论也许也遭到质疑，因为光速并非恒定。

　　对此，一些天文物理学家们纷纷表示，应该展开更细致的研究，对韦伯教授的观测结果加以证实，从而支持或者反对戴维斯的大胆理论。(张楠)
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王飞: 中日双向时间传递实验证伪相对论(2009-08-17)转载▼标签： 科技质心系时间传递相对论王飞中日教育 分类： 挑战快讯 
论坛世界（127）中日双向时间传递实验证伪相对论

中日双向时间

摘要：基于同样的原理，分别从地球质心系与太阳质心系看法用同时性的相对性解释，对实验的分析，显示了相对论的重大问题，同时对以太的恢复提供了依据。

双向卫星时间比对（ＴＷＳＴＦＴ）是目前国际上最先进的时频比对技术之一。利用同步卫星进行双向时频比对可最大限度的消除路径因素对时间同步的影响，并可准确实时得到高精度的比对结果。国际权度局（ＢＩＰＭ）为了改善世界范围内的时间同步，正在逐步执行全球双向卫星时间频率传递计划。由陕西天文台（ＣＳＡＯ）和日本邮政省通信综合研究所（ＣＲＬ）所实施的，已被列入中日政府间科技合作协定项目的“中日高精度时—频比对的共同研究”即“中日双向卫星时间频率传递”是国际高精度时频比对的重要一环。自１９９８年１２月１日建立两国的ＴＷＳＴＦＴ链接以来，已进入了每周两次，每次３０分钟的常规工作。现在已取的一年多的有效资料。结果分析表明：

    比对的内部精度为0.2ns－0.3ns

    时刻比对的准确度为１ns－２ns

    校频精度量４×１０－１４－２×１０－１５

由误差分析得知，Sagnac效应约为87ns，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。

对于计算完全在太阳质心系下进行，这里把西安A与东京B看着空间两个点，并把它们的转动分解为公转（对太阳）部分，与剩余的自转（对地球）部分，分开的两个转动产生两个Sagnac效应，最后加起来。

线段AB绕太阳转动的Sagnac效应可以用有效面积法Δt=4ωS/c2，或者线速法Δt=2VL/c2计算，二者是等价的，其中：ω是地球公转角速度，S是三角形OAB的面积，L是AB线段的长度，这样OAB情况下有

Δt=2VL/ c2 = 2×29.8×2771/3000002 = 1834 nS

同样也可以

Δt=4ωS/c2 = [4×2π/(365×24×3600) ×（14960×10000×2771）/2]/ 3000002

= 1834 nS

对于OA’B’情况下有

Δt’=4ωS/c2 = 0 S

地球自转使得A、B位置不断变化，带来的公转Sagnac效应也随之不断改变，一天内经历

Δt = 1834 nS  ——  0 S ——  -1834 nS  ——  0 S  ——  1834 nS 的渐变过程。

当然，上面仅仅考虑了公转带来的Sagnac效应，实际还要考虑地球自转的Sagnac效应，由于地球自转效应是定值，理论界的计算结果是87nS，因此直接引用。

考虑到地球各地时钟对时的方法，不保证在其它参考系下仍然具有同时性，但有一点可以肯定，在其它参考系下，地球各地时钟的时差是固定的，那么在太阳质心系看来，由于A、B位置的特殊改变，一日之内公转带来的Sagnac效应最大差值为2×1834nS，因此，A、B间对钟的时间间隔计数器的读数除固定的87nS差值外，还会发生2×1834nS的波动，我们用学界公认的计算方法，发现A、B间对钟的【读数】有较大的波动性，但在实验中没有被观察到（变化<2nS）。

对于上述理论与实验的冲突，修改理论是唯一的方法，如果不承认以太以及以太的拖曳理论，该实验将无法被解释，因此，该实验证明对相对论不成立。