光速变化的原因,与Sagnac效应
刘波 2014-6-24
可以借用光的传播介质——以太来解释,真空中的光速,相对于以太是不变的。
但以太并非静止不动的,而是与周围物质一同运动的!
设想以太充满整个宇宙。在地球附近,受地球引力牵引,与地球一同运动,就象
地球周围的空气!这一范围的以太,相对地球静止,与地球的公转速度无关!也与太
阳的公转速度无关!
在月球附近的空间,以太只受月球牵引,相对月球静止,与地球无关。
在地球同步卫星附近,如100米范围内,以太相对卫星静止,与地球无关。
在地球附近,地球引力占绝对优势的空间,以太相对地球静止。
当距离地球足够远时,以太受太阳引力场牵引,相对太阳静止。
在太阳系以外足够远的空间,以太受银河系的牵引,相对银河系静止。
因此,在地球看来,以太在远近不同的空间,有不同的速度。
在地面附近,以太象空气一样,相对地面静止,与地面一同自转。但随着高度的增加
,转动速度渐渐减小,直到停止转动。本来这是由于地球自转原因引起的。但是,这
种情况,在地面看来,反而是以太在由东向西转动,并且,距离地面越高,速度越大
。这时,真空中的光速C,与以太的运动速度V叠加,相对地面不再相等,而是由东
向西的速度增大=C+V;由西向东的速度减小=C-V。
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迈克尔逊-莫雷实验证明了在地面上测得的光各向速度相等,中日双向时间传递实验从
卫星上测得的光从东京经北京到西安的时间确实比光从西安经北京到东京的时间短。
假设地球没有自转,电磁波从中国通过同步卫星传到日本大约耗时0.3s,
现在地球有自转,电磁波从中国传到日本耗时0.3s+87ns,而从日本传到中国耗时0.3s-87ns。
经过计算,地球自转带来的Sagnac效应值为87ns
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正是通过这两个实验,可以充分证明“地球在自转过程中拖拽着内部及周围以太的旋
转假说”。
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因此,在地球同步卫星到地面之间,以太的速度,只受地球自转的影响,是理所当然
的事!这一片区的以太,主要相对地球静止,而不是相对地面静止!
因此,中日双向时间传递试验只能检测到地球自转的Sagnac效应,而无法检测到地球
公转的Sagnc效应。
中日双向时间传递实验,既是测地球自转,也同时在测地球的公转,但是,实验结果
只有地球自转,完全没有地球公转的影子,是非常耐人寻味的。
理论上,自转与公转是平等的关系,都应从实验中体现出来,实验结果证明了一个猜
想,也只有这个猜想可以解释这个实验,这就是以太拖曳说,该学说认为以太是光的
媒体,并可以被有质量的物体拖曳。
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光速可变的合理性
我们从实验已确切证明的光速与光源运动无关这一结论出发,设计了一个爱因斯
坦列车型思想实验,从逻辑上证明光速与方向是有关的。天文学上的光行差现象早已
证明了光速与方向有关。近年来新的一些实验同样证实了这点,如对3K微波辐射及对
射电星系的无线电波进行的观测均发现了在地球运动方向有明显的各项异性。这些天
文学实验确切地证明了光速与方向是有关的。因此光速可变是一个合理的结论。
如果我们接受了光速可变性,那么用循环论证所构造出来的相对论所形成的一系
列困惑和禁忌将不复存在。
光速是可变的
光速与接受者密切相关,即观测者的速度将直接影响接受者所测得的光速:与光
同向运行的接受者测得的光速要变小,与光逆向运行的接受者测得的光速将要变大。
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虽然迈克尔孙-莫雷实验没有得到人们预期的结果,但是,中日卫星实验却得到准确的
结果。我们不禁要问,为什么30Km/s的公转速度不能测量到,465m/s的自转速度反而
能被测量到?
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地球周围的以太也在旋转,并且角速度随着与地球的距离增加而减慢,直至趋于0角速度
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关于光速不变原理和实验事实的矛盾
我们来看看迈克尔逊—莫雷实验三种完全不同的结果。
1) 在地表
1876-1887年间,迈克尔逊-莫雷在地表用迈克尔逊干涉仪测量地表“以太风”的速度
。结果地表根本没有“以太风”,也就是说:在地表,光是各向同性的。
迈克尔逊-莫雷实验的这一零结果在当时的物理学界引起了很大震动。
后来很多科学家重复迈克尔逊-莫雷实验,都得到相同的结果:在地表
光是各向同性的。
但是请注意,他们都是在地表空间进行的实验。
2) 在威尔逊山上
……
1902-1904年,密勒和莫雷在地表用更精密的仪器做迈克尔逊-莫雷实验,实验结果比
1887年迈克尔逊和莫雷所得更接近于零。
后来,密勒超出了地表空间,得到了不同寻常的结果。
到了1921年,密勒把迈克尔逊-莫雷实验装置安在威尔逊山上进行,所用方法和以前一
样,但实验发现有10Km/s的正效应,也就是说光相对于地球在以10Km/s的速度做漂移
运动。
为了证实这一点,他采取了多种措施,包括撤换铁磁材料,用水泥做代替钢架,用铜
、铝代替钢铁;将光源隔开,以防温度变化;并采用不同的光源;甚至故意用电炉加
热以试验温度的影响等等……
密勒还是得出确切的结论——光相对于地球在以10Km/s的速度做漂移运动。
——摘自《著名经典物理实验》郭奕玲、沈慧君,北京科学技术出版社
可以说这个实验是对光速不变原理的直接否定!
密勒——担任过美国全国物理学会的主席,是美国科学院院士。
当时,密勒断言——相对论错了,爱因斯坦错了!
但是,他自己不能很好地解释着个实验,后来很多人在地表又做迈克尔逊-莫雷实验进
一步得到的都是零结果。结果密勒成了被嘲笑的对象,甚至密勒实验也被人歪曲了。
(恳请大家注意,不同的实验结果空间高度不同)
3) 在高空
……
后来,迈克尔逊-莫雷实验的非零结果被进一步证实。
1976~1977年美国贝克莱实验室在15000 m的高空做迈克尔逊-莫雷实验,他们观测到
的光相对于地球的漂移速度是30Km/S 。
这个实验先后重复10次,观测到的光相对于地球的漂移速度都是30Km/S 。
……
——录自Scicntific American 1978 年238卷5期
可以说这个实验也是对光速不变原理的直接否定!