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引力红移问题上沈博士只知其一不知其二,这样会误导他人!
[楼主] 作者:szshanshan  发表时间:2004/07/28 22:53
点击:326次

引力红移问题上沈博士只知其一不知其二,这样会误导他人!

 

首先,我完全同意他说的 :“牛顿引力理论是广义相对论的一阶近似,也是所有其他引力理论的一阶近似。如果某个理论在一阶上与牛顿理论相悖,那么这个理论连出生的希望都没有。”可是何谓一阶近似与二阶近似?以及一阶近似与二阶近似貢献的引力红移究竟各有多大?他就含糊其辞不说了,这就有可能误导別人以为广义相对论与牛顿引力理论算出的引力红移沒有区別,若有区別也是极其微小的二级效应可以忽略不计。

別的理论先不说,只以广义相对论与牛顿引力理论比较为例:将广义相对论的施瓦玆希尔德度规与平直空间中的闵可夫斯基度规相比较,则两者的时间项的差异(钟慢效应)就是一级效应,两者的空间项的差异(尺缩效应)就是二级效应。一般来说有dx2dy2dz2)<<c2dt 2,使得尺缩效应的貢献远小于钟慢效应的貢献,在一些v<<c问题中可以忽略尺缩效应的貢献,通常把忽略了尺缩效应的施瓦玆希尔德度规叫做牛頓近似度规。天体运行和飞行时钟等许多问题也常常是用牛頓近似度规来求解的,因为它等效于牛顿引力理论又更易求解。

红移是能量的变化,对应于哈密顿变分原理中的时间变分,与一级的钟慢效应相关联;偏折是动量的变化,对应于哈密顿变分原理中的空间变分,与二级的尺缩效应相关联。因此,沈博士说的:“引力红移是一级引力效应;光线偏折是二级引力效应。”也沒有错。

关键在于:对光的传播问题来说不存在v<<c的条件,而且光的传播速度v就是光速c使得尺缩效应的貢献不再是远小于钟慢效应的貢献,而是尺缩效应的貢献在数值上就等于钟慢效应的貢献,因此,对光波不能夠忽略尺缩效应的貢献。若再用忽略尺缩效应的牛頓近似度规来求解,计算结果就会严重偏离实验值。爱因斯坦1911年【A.EinsteinAnnalen der physik Vol.4 35 8989081911)——別处难找,北京大学物理学院图书馆有】用牛顿引力定律预言的红移率和偏折率都只是用广义相对论计算结果的一半,就是由于忽略了作为另一半的尺缩效应的貢献。众所周知,1916年爱因斯坦用广义相对论预言太阳对光的偏折角为1.7角秒是1911年预言值0.85角秒的两倍。爱因斯坦以后也用广义相对论算了红移,但他用的是忽略了尺缩效应的牛頓近似度规,结果仍与1911年用牛顿引力定律预言的红移率相一致。陈绍光老師在80年代中期就已发现60年代Pound等和Cranshaw等用Mössbauer效应实验测得引力红移结果比爱因斯坦的预言值大一倍,由于不敢怀疑爱因斯坦的红移预言而困惑了多年,直至1989年他在真空极化产生引力的思想启发下才对爱因斯坦的红移预言产生了怀疑,当他用施瓦玆希尔德度规严格計算红移后才发现广义相对论预言的引力红移与实验结果完全一致,並从历史文献中查出爱因斯坦预言的引力红移不是根据广义相对论,而是用牛顿引力定律。章钧豪完全独立地由广义相对论算出的引力红移值也比爱因斯坦的预言值大一倍。

在引力红移问题上爱因斯坦认为尺缩效应对光波传播的影响可以忽略不计,从而用牛頓近似度规来求解引力红移。这实际上是说:钟慢效应导致光波的频率减小是红移,尺缩效应导致光波的波长增长则不是红移,这在逻辑上是无法自园其說的。当然,最主要的是爱因斯坦的引力红移预言与实验结果不符。

 

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 [2楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2004/07/29 08:34 

与尺缩有关的效应应该合并到光子动能中去,而非引力势能中去。如果把动能这部分也计算到引力红移中去,这是重复计算。

引力红移问题上沈博士只知其一不知其二,这样会误导他人!


 


首先,我完全同意他说的 :“牛顿引力理论是广义相对论的一阶近似,也是所有其他引力理论的一阶近似。如果某个理论在一阶上与牛顿理论相悖,那么这个理论连出生的希望都没有。”可是何谓一阶近似与二阶近似?

 

【【【何谓一阶近似与二阶?我的答案:以无量纲的GM/ccr为小量作级数展开。】】】

以及一阶近似与二阶近似貢献的引力红移究竟各有多大?他就含糊其辞不说了,这就有可能误导別人以为广义相对论与牛顿引力理论算出的引力红移沒有区別,若有区別也是极其微小的二级效应可以忽略不计。

【【【【对于地球表面,展开系数GM/ccr为10^(-9),对于太阳表面,展开系数为10^(-6).

所以,地球表面二级近似对引力红移的贡献为一级近似的10^(-9)倍。这样小的微弱量,早已被实验误差掩盖掉了,也许要再过几百年才能达到这么高的实验精度。所以,我们说的引力红移都是一阶引力效应。目前所有引力理论在一阶近似下都是一致的。这里,所有引力理论指广义相对论,引力规范理论,如杨振宁在1974年提出的一个理论,英国的Holland的规范理论,甚至包括在2001年本人提出的一个理论。】】】


別的理论先不说,只以广义相对论与牛顿引力理论比较为例:将广义相对论的施瓦玆希尔德度规与平直空间中的闵可夫斯基度规相比较,则两者的时间项的差异(钟慢效应)就是一级效应,两者的空间项的差异(尺缩效应)就是二级效应。一般来说有dx2dy2dz2)<<c2dt 2,使得尺缩效应的貢献远小于钟慢效应的貢献,在一些v<<c问题中可以忽略尺缩效应的貢献,通常把忽略了尺缩效应的施瓦玆希尔德度规叫做牛頓近似度规。天体运行和飞行时钟等许多问题也常常是用牛頓近似度规来求解的,因为它等效于牛顿引力理论又更易求解。

【【【【以上说得对。证明您还是有些水平的。】】】


红移是能量的变化,对应于哈密顿变分原理中的时间变分,与一级的钟慢效应相关联;偏折是动量的变化,对应于哈密顿变分原理中的空间变分,与二级的尺缩效应相关联。因此,沈博士说的:“引力红移是一级引力效应;光线偏折是二级引力效应。”也沒有错。


关键在于:对光的传播问题来说不存在v<<c的条件,而且光的传播速度v就是光速c使得尺缩效应的貢献不再是远小于钟慢效应的貢献,而是尺缩效应的貢献在数值上就等于钟慢效应的貢献,因此,对光波不能夠忽略尺缩效应的貢献。若再用忽略尺缩效应的牛頓近似度规来求解,计算结果就会严重偏离实验值。爱因斯坦1911年【A.EinsteinAnnalen der physik Vol.4 35 8989081911)——別处难找,北京大学物理学院图书馆有】用牛顿引力定律预言的红移率和偏折率都只是用广义相对论计算结果的一半,就是由于忽略了作为另一半的尺缩效应的貢献。众所周知,1916年爱因斯坦用广义相对论预言太阳对光的偏折角为1.7角秒是1911年预言值0.85角秒的两倍。爱因斯坦以后也用广义相对论算了红移,但他用的是忽略了尺缩效应的牛頓近似度规,结果仍与1911年用牛顿引力定律预言的红移率相一致。陈绍光老師在80年代中期就已发现60年代Pound等和Cranshaw等用Mössbauer效应实验测得引力红移结果比爱因斯坦的预言值大一倍,由于不敢怀疑爱因斯坦的红移预言而困惑了多年,直至1989年他在真空极化产生引力的思想启发下才对爱因斯坦的红移预言产生了怀疑,当他用施瓦玆希尔德度规严格計算红移后才发现广义相对论预言的引力红移与实验结果完全一致,並从历史文献中查出爱因斯坦预言的引力红移不是根据广义相对论,而是用牛顿引力定律。章钧豪完全独立地由广义相对论算出的引力红移值也比爱因斯坦的预言值大一倍。

【【【【章钧豪在好几篇文章中提出用Einsitein理论计算引力红移值也比爱因斯坦的预言值大一倍。我在20天前用email就此问题与他咨询,他虽然回了信,但是他语焉不详,我看不明白他的回复。

我于是在20天前干脆自己做计算,我用完整的Swarzschild度规,结合正则动量方法,得到了引力场中光子总能量表达式,这个表达式含光子动能与光子的引力势能(后者与引力红移有关)。我于是用GM/ccr作为展开系数,来分离出光子动能与光子的引力势能。结果看上去,好像光子的引力势能(与引力红移有关)的确比爱因斯坦计算的要大一倍,似乎章郡豪所言是对的。但是,我马上又明白过来,我这种分离光子动能与光子的引力势能的方法是站不住脚的。因为我这种分离方法与我几年前我分离普通粒子动能与引力势能的方法略有区别(几年前我分离普通粒子动能与引力势能的方法能在低级近似下合理自然地得到牛顿力学公式,因此我几年前的方法是对的。这样,我在20天前的对光子的分离方法是不对的。如果按照我20天前的分离方法,我将得不到引力场中普通粒子在低级近似下的牛顿力学公式)。我仔细分析了一下,我认为我20天前的方法中对光子动能的定义有问题。光子引力势能项中的某一个与GM/ccr应该合并到光子动能中去,这样,得到的光子引力势能就与教材上爱因斯坦(用牛頓近似度规来求解引力红移)的结果一致了。

我认为章郡豪(甚至陈绍光)都犯了以上与我性质类似的毛病(20天前)。】】】】


在引力红移问题上爱因斯坦认为尺缩效应对光波传播的影响可以忽略不计,从而用牛頓近似度规来求解引力红移

【【【【我用完整的Swarzschild度规,结合正则动量方法,得到了引力场中光子总能量表达式。这等于考虑了尺缩效应,初看起来,分离得到的光子引力势能的确大了一倍。但是这种分离方式有问题。我的结论是:与尺缩有关的效应应该合并到光子动能中去,而非引力势能中去。】】】】】

这实际上是说:钟慢效应导致光波的频率减小是红移,尺缩效应导致光波的波长增长则不是红移,这在逻辑上是无法自园其說的。

【【【【我的结论是:与尺缩有关的效应应该合并到光子动能中去,而非引力势能中去。如果把动能这部分也计算到引力红移中去,这是重复计算。因为:引力红移会导致光子动质量做相应变化(这部分变化是很大的。对于普通粒子物质波,因引力红移导致动质量改变很微小,可以不计)。如果把这部分动质量改变部分分离到引力红移中去,就是重复计算了。】】】

当然,最主要的是爱因斯坦的引力红移预言与实验结果不符

 

 [3楼]  作者:youngler  发表时间: 2004/07/29 08:55 

引力红移实验结果,相当于向东运行的火车测到的向西运行火车的速度。
这里有观测对象能量变化,也有观测系统尺度变化造成的综合效应。
[楼主]  [4楼]  作者:szshanshan  发表时间: 2004/07/29 16:28 

沈博士,您已接近成功算出正确的引力红移,您倒退是因为担心回不到牛頓近似,請注意! 对光而言沒有牛頓近似!!!

沈博士,您已接近成功算出正确的引力红移,您倒退是因为担心回不到牛頓近似,請注意! 对光而言沒有牛頓近似!!!

   

   难怪和满说您前途无量,在我们这些年青人中您几乎能独立算出正确的引力红移,就可以比肩章钧豪先生和陈老師等前辈们了。只是您的数理基础虽然好但在物理概念上有时会犯糊塗,不说“场决定着粒子的行为”的概念上您犯了糊塗,这次計算引力红移您又犯了糊塗,都己經倒了成功的门口了,又被认为回不到牛頓近似而嚇退了回去! 您忘了只有v<<c 的条件下才有牛頓近似,对于光而言v<<c 的条件不成立就沒有牛頓近似可言。您还要在v = c 的条件下回到牛顿近似这不是十足的糊塗吗?
 [5楼]  作者:和满  发表时间: 2004/07/30 01:31 

如果“光谱比较中不把尺缩计算进来”,如何用“光谱分析”证明广相呢?

还是,所谓“广相的光谱证明”,是不成立的?

 [6楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2004/07/30 08:10 

对光而言,的确没有牛顿近似。我也没有说要对光进行牛顿近似。但是用小量GM/ccr展开(对引力场做牛顿近似,还是存在的)。我的要

对光而言,的确没有牛顿近似。我也没有说要对光进行牛顿近似。但是用小量GM/ccr展开(对引力场做牛顿近似,还是存在的)。我的要求是:在做对普通粒子与对光子的总能量关于小量GM/ccr展开时(为了分离出各自的动能与引力势能),应该采取同一种分离方法,这才是自洽的做法。

对普通粒子我采取这种分离方法,得到合理的牛顿近似;对光,我采取另一种分离方法,得到引力势能是爱因斯坦用近似度规计算的两倍。这是不自洽的。我们应该用同一种分离方法。

 [7楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2004/07/30 08:18 

您完全误解我了。请注意:我对光子,只是做关于GM/ccr的展开,没有对vv/cc做展开。对于普通粒子,我则既要作关于GM/ccr的展开,

只是您的数理基础虽然好但在物理概念上有时会犯糊塗,不说“场决定着粒子的行为”的概念上您犯了糊塗,

【【【【场决定粒子的行为,但是:

场没有根本上决定粒子的行为是量子的还是经典的。场是经典的,粒子的行为可以是量子的。粒子的行为是量子的(比如添加了B-S条件后),这谈不上说对场做了修正。

您关于N实验,是彻头彻尾的错误。您不如SZCHENFU50,他一经我说明,当即明白了很多。而您还在原地踏步。】】】

 

这次計算引力红移您又犯了糊塗,都己經倒了成功的门口了,又被认为回不到牛頓近似而嚇退了回去! 您忘了只有v<<c 的条件下才有牛頓近似,对于光而言v<<c 的条件不成立就沒有牛頓近似可言。

【【【【您完全误解我了。请注意:我对光子,只是做关于GM/ccr的展开,没有对vv/cc做展开。对于普通粒子,我则既要作关于GM/ccr的展开,又要对vv/cc做展开。】】】】

您还要在v = c 的条件下回到牛顿近似这不是十足的糊塗吗?

 [8楼]  作者:qapin  发表时间: 2004/07/31 19:24 

沈博士:请认真想一想!!!

引力红移和偏折分别是光子的能量和动量的变化,测得的偏折比1911年爱氏预言的大一倍,由光子的能量与动量成正比,红移也应比1911年爱氏预言的大一倍!

 

引力红移和偏折分别是光子的能量E和动量P的变化, 1916年爱因斯坦用广义相对论预言的偏折比他在1911年用牛顿引力定律预言的偏折大一倍,1919年测得的偏折也正是比1911年爱因斯坦用牛顿引力定律预言的大一倍根据光子的能量与动量成正比的普遍关系E=∣Pc可得:广义相对论的引力红移也应比 1911年爱因斯坦用牛顿引力定律预言的引力红移大一倍。1964~1965年实验室测得引力红移也确实是比1911年爱因斯坦用牛顿引力定律预言的引力红移大一倍。

 [9楼]  作者:qapin  发表时间: 2004/07/31 20:19 

引力红移和偏折分别是光子的能量和动量的变化,测得的偏折比1911年爱氏预言的大一倍,由光子的能量与动量成正比,红移也应比1911

引力红移和偏折分别是光子的能量和动量的变化,测得的偏折比1911年爱氏预言的大一倍,由光子的能量与动量成正比,红移也应比1911年爱氏预言的大一倍!

 

引力红移和偏折分别是光子的能量E和动量P的变化, 1916年爱因斯坦用广义相对论预言的偏折比他在1911年用牛顿引力定律预言的偏折大一倍,1919年测得的偏折也正是比1911年爱因斯坦用牛顿引力定律预言的大一倍根据光子的能量与动量成正比的普遍关系E=∣Pc可得:广义相对论的引力红移也应比 1911年爱因斯坦用牛顿引力定律预言的引力红移大一倍。1964~1965年实验室测得引力红移也确实是比1911年爱因斯坦用牛顿引力定律预言的引力红移大一倍。

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