陈先生对引力行差的误解 在52373帖中,陈先生的弟子[szshanshan]先生(陈先生的引力思想,构成了一个以陈先生为领袖的群体,于是对其成员尊称为陈先生是有代表性的)对引力行差理解有误.下面将陈先生所言用红字标出,我的解释用黑字.陈先生的错误理解是用静止的眼光在看问题,引力行差就是动态引力,但是陈先生仍然是站在静止观测者的角度来看问题,例如: 由于太阳引力场是稳定不变的,同一地点的引力什么时候的都一样,因此行星受到的引力跟u的大小无关。即是说,引力传递速度u是无限大或是有限值,行星所受的力完全相同。所以,行星受的力跟引力的传递速度u的大小无关,也跟行星的运动速度v的大小无关。 这一段话充分说明了陈先生对引力行差一无所知,我用光行差现象来说明:恒星真位置在S点,地球P如果静止,则恒星的光应是按SP方向传播,地球是以速度v在运动,则相对于运动着地球上的观测者,恒星的光是从GP方向传来的.SP与GP的夹角的最大值θ=20.5角秒,在天文学上称之为光行差常数,也称光行差位移,俗称光行差角.说明静止观测者(下面简称静者)看到的恒星仍在S点处,这时太阳引力场是稳定不变的,同一地点的引力什么时候的都一样,但是,在运动观测者(简称动者)看来,恒星在G点处,与真位置S相隔20.5角秒,恒星的位置变动了,引力必然要发生相应的变化.天文学上的光行差位移(由S移到G)公式是 sinθ=(v/c)sinβ (1) 其中β是地球前进方向与GP方向的夹角,当θ+β= 90°时,光行差角θ有极大值20.5角秒,因为这时 sinβ=cosθ 和 sinθ/cosθ=tgθ 于是(1)式变成 tgθ=(v/c) (2) 当矢量v和c互相垂直时,(2)式成立.即是当轨道为圆形时,(2)式成立;而当轨道不是圆形时,即v和c不垂直时用(1)式. 以c = 299792.458km/s, v = 29.79km/s代入(2)式,即可计算出θ=20.5角秒,这在天文学上称为光行差常数,也称光行差位移.这是天文学上的一种习惯表示法,太阳由S移到G,只重视它移动了多大的角度,而对于SG是多大的距离却不重视.而引力行差对于SG是多大的距离却非常重视,因为引力的大小与距离有关.怎样确定SG的大小呢?这是刘老的首创: 设引力传播速度为u,按(2)式类比,则引力行差位移(由S移到G)公式应是 tgα=(v/u) (3) 由(3)式知,引力行差位移(由S移到G, S 和G对P的张角为α)α的大小取决于u和v,这是圆形轨道的情况,如果轨道不是圆形,只要将(1)式的c改成u即可: sinα=(v/u)sinβ (4) 其中α是引力行差角,它比光行差角要小得多.由(4)式知,引力行差位移(由S移到G,其实这应称之为角位移α) α说明相对于运动观测者,太阳的位置变动了,由S变到G,则太阳的引力也变化了. 陈先生说行星受的力跟引力的传递速度u的大小无关,也跟行星的运动速度v的大小无关。是错误的. 为了计算引力行差位移SG的距离,我们有进一步了解刘老思维方式的必要:刘老引入的引力行差角α的值要比光行差角θ小得多.要说清楚,需要画图,但图贴不上来,只好用文字表述出来,这就要求大家在看文字时用手画一下图,图形很简单,一看就明白: 先假设地球轨道为圆形, 太阳S在圆心O处, P点是地球, SP为轨道半径, 当地球不动时, 太阳光由S传到P, 由于引力为负号,故引力速度u与光速c的方向正好相反,u是PS方向,在PS上选取一点B,使PB=u , 作PA=v, v是地球的运行速度矢量,v应逆时针方向转动,这是天文学规定了的,所有行星都是逆时针方向公转. 当轨道为圆形时,v垂直于半径PS. 当轨道不是圆形时,v与PS的夹角可以从0到360度之间变化. 以两速度矢量u、v为两邻边作长方形, 即是以PA和PB为两邻边作长方形, 再过S点作SG平行于PA, 使(5)式 (SG/SP)=(v/u)=(PA/PB) (5) 恒成立. 于是引力行差位移SG的距离即可求得 SG = (v/u)SP (6) 其中SP太阳到地球的距离,即地球轨道半径,也可看成是其他行星的轨道半径,是已知量,v也是已知量,则引力位移SG随u而变. 当轨道为圆形时,则PA和PB构成长方形,当轨道不是圆形时,则PA和PB构成平行四边形.当地球以速度v运行时,太阳光就不再是SP方向而是GP方向, 即是相对于运动着的地球,太阳的位置由S移到了G, 太阳的位置移动了,引力的大小就要随之而变, 当然,静止的观测者以为引力大小是永远不会改变的.动者认为引力源在G点处而不是在S点.动态引力是怎样变大变小的呢?有天文事实为依据吗? 有! 因为SG平行于PA=v,即SG的方向与v的方向一致.当v是离开太阳时,这时有 SG+GP=SP (7) 即是 GP<SP (8) 按牛顿引力定律,距离越小引力越大(不计引力的负号).所以先驱者10号宇宙飞船在离开太阳系时所受到的引力比牛顿引力大许多,在几十年的飞行中,他的轨道较牛顿值缩短了40万km.这就是使美国航天专家苦脑了几年不能解决的难题,只要我们改变牛顿的静态观念,这些难题就会迎刃而解. 陈先生的批评都是站在静止观测者的角度看问题的: 如 4,力行差理论不但与事实相矛盾,而且建立理论的出发点就是错的。 是陈先生不懂引力行差,而不是引力行差错了.说引力行差理论与事实相矛盾,主要是指引力行差引起近日点退动(对逆子认为的反方向的减速力则引起近日点进动)。因为陈先生只知道近日点进动,而不知道还有近日点退动,于是,一看到引力行差推得近日点退动就说它与事实相矛盾.他不知道确实存在近日点退动的天文事实.在什么情况下近日点退动,在什么情况下近日点进动,这也是陈先生所不知道的.在此,我们借用陈先生的引力学说来说明近日点的进动和退动: 第三,合力的时大时小只是使椭圆轨道变形,並不是对行星加速减速。附加力与原牛顿引力的矢量合成后,合力的绝对值的大小可以大于或小于原牛顿引力的绝对值的大小,但合力基本上是沿原牛顿引力的方向,它主要是起平衡离心力的作用。合力在离开近日点之后的区域大于牛顿引力则平衡离心力有余,使轨道收缩;合力在到达近日点之前区域小于牛顿引力则平衡离心力不足,使轨道膨胀。这一缩一胀导致椭圆轨道变形,引起近日点退动(对逆子认为的反方向的减速力则引起近日点进动) 应该进一步说明椭圆轨道变形,引起近日点退动,其退动值的大小与椭圆轨道的偏心率e有关: e越大,近日点退动值也越大;e越小,近日点退动值也越小. 而引起近日点进动的原因是横向分力Fa (这一点陈先生不会相信,过几天我们将给出证明),当轨道接近圆形时,Fa就变成切向分力,推动近日点进动,也是与轨道偏心率e有关: e越小,近日点进动值就越大;e越大,近日点进动值反而越小. 当e很小时,进动占上风,水星的轨道偏心率很小(e=0.205),所以近日点进动.而当 e>0.6时,退动占上风,所以近日点退动.有天文事实为证:庞斯-温尼克彗星有20次回归记录,自1858~1951年的近百年间,它的近日点退动了11°,它的偏心率e=0.76 (在评李政道《物理学的挑战》一文中有祥细论述,请参考44975号帖).横向分力Fa是怎样来的?下面介紹一下: 把GP方向的引力F(GP)可以分解成两个分力Fr和Fa , Fr⊥Fa , Fr是沿半径方向的分力,即牛顿引力,Fa是垂直于径向的分力,称作横向分力.仅当轨道为圆形时,Fa才是沿运动速度方向的力.而当轨道为椭圆时,Fa就不完全是沿运动速度方向的力,只能有一部分是沿运动速度方向的力.因为Fa仍可分解为切向分力即沿运动速度方向的力,和法向分力.但是陈先生对此不理解,却说其次,从引力传递速度u为有限值得不出存在沿运动速度方向(或反速度方向)的加速力(或减速力)。这是因为:只要引力源(如太阳)的质量不变,其引力场就是稳定的。在以太阳为原点的坐标系中,行星运动速度改变不会影响太阳的引力场,作用在行星上的力仅取决于行星所在的位置而与行星运动速度的大小无关,这是牛顿定律的基本常识。也是静态引力的常识,是错误的.现在把引力传递速度u从无限大改成某有限值,太阳引力场的強度和分布並不改变,只是行星受到的力不再是当时由太阳发出的而是早些时候从太阳发出的。由于太阳引力场是稳定不变的,同一地点的引力什么时候的都一样,因此行星受到的引力跟u的大小无关。即是说,引力传递速度u是无限大或是有限值,行星所受的力完全相同。所以,行星受的力跟引力的传递速度u的大小无关,也跟行星的运动速度v的大小无关。这完全是用静止的眼光在看问题,正如逆子先生所提到的:垂直下落的雨点,在静止者看来,永远是垂直下落的,垂直下落的方向永远不会改变,而对于在雨中跑动的人来说,不论他往什么方向跑动,雨总是在前斜方飘落下来的,他撑伞时总是要向前方倾斜一点,陈先生对此不理解,说雨点明明是垂直下落的,他为什么撑伞前倾?错误的撑伞法.陈先生对引力行差的批评,就象批评错误的撑伞法一样,是批评错了.其实这就是相对性原理,陈先生应好好研究一下. 其中Fr⊥Fa,即两个力矢量是互相垂直的.仅当轨道为圆形时Fa的方向才与v一致,Fa才是沿v方向的加速力.当轨道为椭圆时,Fa不完全与v的方向一致,仅在近日点和远日点处,Fa才与v的方向一致.但是Fa能够使天体运动加快是肯定的,Fa就是使近日点进动的力.陈先生对这一点不能理解,过几天将给会给出证明. 请问陈先生:Fa与牛顿引力正交,哪儿来的合力,即Fa在牛顿引力方向的投影为零,怎么能使牛顿引力时大时小? 怎么能使椭圆轨道变形? Fa是横向分力,它与天体运动方向v基本一致,怎么能不使行星的速度变快?物体受力之后,不产生加速度?这是什么力学?难道陈先生的力学是物体受力不产生加速度吗? 下篇预告:陈绍光引力与天文事实相矛盾 |