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光的困惑(十八)
[楼主] 作者:maxceramic  发表时间:2015/02/03 10:11
点击:2186次

罗默是如何通过木卫现象计算出光速,详尽细节已不存在。但是罗默对木卫现象的理解得以保留。




这个解释符合罗默所说累计推迟的时间与地球远离木星的距离成正比。罗默用地球公转直径除以22分钟,得到了光速值。

 

罗默对木卫现象的解释和描述不够直观,有点难理解。也难怪他最初提出这个观点的时候没有得到认可。

 

下面让我用更直观,具体的方式解释罗默的理解及计算。



那么光速的计算如下:

设木卫公转光车时间为T1,光的速度为C,则光列车长为T1*C, 观测到累计推迟时间为T2,地球移动的距离为D(从观测起始点到观测到公转光列车车尾的距离)。

 

当光车车尾与地球相遇时,

车尾移动距离为:T1*C + D

所花时间为:T1+T2

光车车尾运动速度为:C

 T1*C + D = T1+T2*C

整理得C = D/T2

 

这应该是罗默没有表述清楚的光速计算数学推导。

 

在这个演算中:

1. 光的运动是以太阳系为参考系,地球的运动也是以太阳系为为参考系。也就是说光的运动与地球的运动符合伽利略变换。

2. 从地球上看或是从木星上看,光车的长度相同的。这是牛顿时代的绝对时空观。

 

让我们用伽利略变换中C+VC–V的方式来演算光的速度:

地球运动的平均速度为:V = D/(T1+T2)

地球与光车尾的相对速度为: C–V

地球与光车尾的开始的相对距离为:T1*C

当光车尾追上地球时所花时间为: T1+T2

  T1*C = (C–V)*( T1+T2)

T1*C = ( C–D/(T1+T2))*( T1+T2)

    T1*C = C*( T1+T2) – D

T1*C + D = T1*C + T2*C

C = D/T2

结果完全相同。

 

本书之前说过,罗默木卫现象让我们感觉地球迎着光跑,光速更快点,追着光跑光的方向跑,光速更慢点。现在我们的直觉似乎得到了数学上的验证。

 

下面让我们用C+VC–V的方式来计算罗默木卫现象中地球观测到木卫公转最快的那圈比最公转最慢的那圈的精确时间差。

木卫公转单圈光车时间为:T= 42.5小时 = 153000秒,单圈光车长为T*C

已知地球运动速度V=30000/

已知光速C=300000000/      

则地球上观测到单圈最快时间:T*C/(C+V)

单圈最慢时间:T*C/(C–V)

观测单圈的最大时间差应该为:T*C/(C-V) – T*C/(C+V) = 30.6 

这个数据能不能与实际天文观察相符合?希望各位网友踊跃提供相关数据。 

罗默木卫现象似乎证明了光速不变的假设是错误的。
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