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自学就是有这点坏处,教材上也不会讲太多具体问题,只好自己胡乱推导。。。希望老师高手再指点指点 (1)圆盘上的人用标准尺测周长的问题 非惯性系里面好解释,因为周长为 2πr/sqrt(1-ω2r2/c2) > 2πr,标准尺的长度不变,因而测量的次数增加; 而在惯性系中,我见到的通常解释都是周长 2πr,而尺子收缩,因而测量的次数增加。不过这个解释显然是有些问题的?——同样处于相同半径位置的周长和尺子,为什么只有一个收缩而另一个不收缩呢?因此比较聪明的解释就是画一个重合的圆,将这个圆映射到惯性系地面上,这样它的周长就是 2πr 了。 但实际上,这种解释无法回避在惯性系中,测量旋转圆盘周长是否变短的问题。(我只是提这个问题,并不是证明 GR 是不对的,而是我们通常的解释可能有问题。)我认为这个问题与在 SR 中类似,仍然牵涉到测量长度时所要求的异地同时性的问题,即惯性系中的观察者仍然认为尺子和圆周长度都变短了,但并不认可在非惯性系中的这一长度测量方法(认为异地同时性有偏差),唯一的要求是双方无论如何解释,对测量的次数必须达成一致意见。 (2)圆盘上异地坐标钟同步的问题 根据 GR 中对于同时性的定义,相邻异地两事件若同时,则坐标钟相差 (g0i/g00)dxi ,那么可得到坐标钟相差为: -ωr2dθ/(c2- r2ω2) 取特定路径为切向圆周路径,可以看到这些坐标钟的同时面都是各点不同的(为了满足非惯性系中的同时面,尽管这些坐标钟的速率相同)。 取一周后回到起点,积分得 -2πωr2/(c2- r2ω2) 以该点所计的一周坐标时间 2πr/(c + rω) ,减去"坐标钟时间误差", 得到流逝的真实坐标时 2πrc/(c2- r2ω2),因周长为 2πrc/sqrt(c2- r2ω2), 计算坐标速度得到 sqrt(c2- r2ω2),换算成标准光速为 c 因此这里看到光速的各向异性实际上是由异地坐标钟的同步引起的?如果消除了这个时钟同步的误差,则光速的各向异性也可消除?不过这个理解倒是和 g0i = 0 的同时性要求是一致的,因而也就等效于求解时轴正交系的过程?(不过我还不会将一般性的度规对角化,求解时轴正交系,线性代数忘得最多,哎。。。) |