还不相信广义相对论?早就有物理实验证明其正确性!

宇宙时空探索 2024-11-06 15:04:34

在1905年的学术园地,爱因斯坦如智者般开启了狭义相对论的大门。他通过归纳法的智慧,将光速不变的现象升华为光速不变原理,从而认为宇宙间的每个角落都洋溢着同等的物理智慧。为了达成这一目标,爱因斯坦重新解读了长度、时间和质量的概念,使得这些原本稳固的量随着物体运动速度的加快而变得活跃起来。

然而,狭义相对论终究只是物理宇宙的冰山一角。现实中,物体不仅具备速度,更有加速度;不仅存在于空间之中,空间亦因物质的存在而有了起伏变化。

于是,爱因斯坦再次借助归纳法的力量,将引力质量与惯性质量的表观等价性提升为等效原理,将两者的定义合二为一。由此,作为物质实体的存在与作为宇宙舞台的空间建立了深层的联系。空间能左右光子等一切物质的行踪,物质也能使空间呈现出几何之美。这种转变,让我们的世界观从机械的框架中跃出,步入了几何的殿堂。

本质上,这开启了我们认知的格式塔转换。这种转换,需要通过实验的验证与推动才能向前迈进。广义相对论早期的验证实验有三个,它们是水星进动、光线弯曲以及引力红移,这三者对广义相对论的确立起到了决定性作用,因而被誉为广义相对论的三大经典实验。

以水星进动作为例,它是距离太阳最近的行星,并且拥有较大的偏心率,即它的轨道最短距离与最长距离的比值较小。自19世纪初,科学家就发现,水星在绕太阳一圈后,其最长距离与太阳的连线会呈现出一个微小的进动。在物理上,我们称之为进动。通过对历史观测数据的分析,我们得知水星每世纪的进动约为5600秒。根据经典力学的计算,我们排除了其他天体对水星的进动作用,却意外地发现了一个无法解释的43秒进动。这便是著名的水星剩余进动。

当时,经典力学如日中天,众多科学家渴望以此为契机,实现科学的又一次飞跃。在随后的几十年里,科学家们提出了上百种物理假设来解释这43秒的进动,例如存在小行星和太阳的扁率等。然而,这些假设要么无法独立解释水星的43秒进动,要么会进一步要求金星、地球等行星也产生显著的进动,这与实际的观测并不相符。于是,对水星剩余进动的探索陷入了僵局。

而广义相对论作为一种新的物理理论,它自然被期望能解决水星剩余进动的难题。最初,由于计算错误,爱因斯坦在广义相对论中的结果仅得出了43秒的1/3进动。然而,经过不断的探索与努力,爱因斯坦在1916年终于计算出了完整的43秒水星进动。因此,水星剩余进动实验被视为广义相对论得到验证的第一个实验。

不过,故事并非就此结束。有科学家提出,既然引起水星进动的因素多种多样,那么水星剩余进动的43秒是否是由多种因素共同作用产生的呢?例如,美国物理学家迪克在上个世纪60年代提出了新的理论,能够解释40秒的水星进动。如果太阳的扁率能每世纪产生3秒的进动,迪克的理论便是正确的。然而,此时广义相对论的地位已经不可动摇,科学家们遵循着奥卡姆剃刀原则,倾向于用单一理论来解释现象。

光线弯曲是爱因斯坦首个预言的实验,也是广义相对论获得认可的关键实验。实验原理是利用日蚀时拍摄太阳一侧的照片,记录下太阳背景中的星光。半年后,当地球转到太阳前,在无太阳的情况下,再次拍摄相同区域的照片,通过对比两张照片,记录星光的位移。如果光线确实经过太阳弯曲,那么每个星光都会有一个向中心的位移。

实际上,这个实验极具挑战性,不仅需要借助日蚀拍摄,而且为了避免日冕的影响,只能选择距离太阳较远的星光(10个太阳直径以外),但又不能太远(20个太阳直径以内),否则光线弯曲效应太小,易被其他因素掩盖。

因此,实验结果并非直接数值,而是需要统计的数据。对于这些数据,有两种统计方法:绝对法直接对比两张照片的差异,相对法则假设照片边缘的星光无位移,并将其调整为零,再根据这一尺度调整其他星光的位移。之所以使用相对法,是因为乳胶照片在干燥过程中会收缩,产生星光位移,需要排除这一因素。

不幸的是,两种统计结果差异巨大,至少相差10%。然而,幸运的是,主持该实验的人是广义相对论的坚定支持者爱丁顿。经过统计和修正,实验结果基本符合爱因斯坦的预言;广义相对论因此被视为得到了验证。光线弯曲与人们原本的直线运动观念形成强烈对比,让爱因斯坦一夜成名。

实际上,面对同一实验,可以有多种理论进行解释。光线弯曲的真正意义不在于具体数值,而在于观念上承认光的粒子性,光也有质量。在广义相对论提出之前,人们并未意识到光线可以被物质吸引而弯曲。实际上,只要将光视为有质量的粒子,牛顿的万有引力也可计算出光线弯曲效应。

只是,当时的计算仅考虑了引力的横向效应,所以只有广义相对论预言的一半,使光线弯曲实验有了判别作用。然而,如果考虑到引力的纵向效应,将引力场视为密度较小的介质空间,则越接近引力场,光的等效速度越大;反之,离开引力场,光的等效速度越小。这会产生类似折射效应(引力透镜效应),使得万有引力的计算结果与广义相对论完全一致,均为1.75秒的弯曲度。

引力红移是广义相对论的第三个经典实验,也是最不顺利的实验,因其效应实在太小,仅有百万分之一。其原理是,每个原子的光谱都相同,我们可以通过光谱判断太阳上的元素。由于引力场的作用,光子离开太阳时需克服太阳引力,部分能量转移给空间,导致光子频率降低,即引力红移。

这一实验最初针对太阳,结果不利于广义相对论。后来进行了多次观测,效果始终不理想。最终,将实验移至质量更大的白矮星上。虽然质量增加增大了红移量,但新的问题出现:距离遥远导致其他物理参数不确定。这一实验一直持续到上世纪60年代,在爱因斯坦逝世、广义相对论获得广泛认可后,才最终验证了广义相对论。

通过上述分析,我们看到实验验证受到限制,并不绝对。首先,超出宏观范围,未知因素限制了实验;在排除所有未知因素前,实验无法绝对验证理论。其次,其他理论限制了实验的效力,同一实验可由多种理论解释。所以,实验只能帮助选择理论,无法证明理论正确。

因此,实验与理论相辅相成。如果两者互相促进,理论处于进步状态;反之,理论处于退步状态,需要新理论取代。

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评论列表
  • 2024-12-07 12:41

    牛顿研究上帝神学,是敬畏信任自然,他希望自然哲学与上帝协调一致。牛顿归纳万有引力是只能如此理解(公设),不知道为什么有引力而且确定明天还有???这种人类认知自然的极限困惑(任何真理没有原因),成了悖论斯坦的搞骗技巧。愚蠢的人居然为此贬低嘲笑牛顿。………自然绝对诚实有确定性/自然宿命/决定论,有复杂性::意识可以作用于人体(物质),对自然宿命具有广泛的扰动。万物普遍联系持续发展,宿命的复杂现象有观测困难的不确定性(水往低处流隐藏了万有引力)。修建水坝不是改变自然宿命/法则,是意识作用下重复了一个既有自然现象。———🍎信任自然/唯物主义(观测确定树上苹果数量,不是唯心主义猜测确定树上苹果数量),观测归纳(必要充分真实)认知自然/真理,有了真理才有演绎论证推理,从来如此,只能如此,是人类生存包括科学的唯一根本。………所有自然规律都是对过去自然现象的观测归纳,为什么这些规律在未来还是那样?没人知道(科学尽头),不知为不知也!需要信任自然/唯物主义的信念!!!将绝对诚实的自然想象成上帝或神,是一种有主观心理作用的信仰罢了。

  • 2024-12-08 08:22

    ⭕️⭕️不是空间弯曲是道德弯曲。 ———引力本质是空间弯曲? 空间弯曲影响轨道还是影响受力?空间弯曲导致空间移动,空间跑掉了?空间移动速度是多少??如何观测?弯曲空间如何对质量有力作用?平直空间不认识质量??空间如何知道材料密度差异??骗子改变导弹和汽车的轨道方向是用力还是用空间弯曲?空间弯曲能弯住升空气球吗?活见鬼!体积太大会被空间卡死吗???水星椭圆进动轨道弯的套路不一样?👻两个质点靠在一起,质量引力的作用力和反作用力,空间往哪个方向弯呢?骗子知道吗?………人人可知空间静止可入,对物体没有力作用,胡编空间弯曲实际是道德弯曲!!………质量随相对速度变化,笑死人😄!相对速度无穷多,哪有高速低速之分?静质量是相对哪个速度参考系呢?各个方向相对速度不一样,难道各个方向质量不同吗?相对速度到处都是,明天还是,有原因和本质吗??………苏格拉底说,真理是唯一的(只能来自观测归纳),因果关系无穷多(解释无穷多都是辩证法/号称真理当然是骗)。❌不要搞道德弯曲,绝对空间的非惯性系变化及其观测才是真正的航天问题。

  • 2024-12-07 12:40

    ⭕️时光倒流是数学当物理的骗术!骗与被骗都是思想实验。8分钟前的太阳光,几十亿年前的遥远星光,琥珀苍蝇,所谓的高速低速观测……只是影响意识记忆/先后。用光观测雷电(来的快),声音观测雷电(有滞后),都不能改变雷电本身。钟摆移动到月球表面变慢了,时间定义不变,谁的时光倒流了?❌号称应用相对论修正GPS原子钟的笑话: 狭义让钟变慢,广义让钟变快,关键是反复修正还是不行(误差90%)!详见论文“部分相对论效应对北斗原子钟性能影响分析” ⭕️ 时间是观测经验(次数-先后)抽象理想化概念/公设(精度无限/只受定义复现/钟摆等影响),如同质量、pi数字文字等公设概念定义,源自观测表达经验,不是假说,不是现象真,用于表达现象真。观测同一对象100次,如何识别这些意识记忆,时间!意识记忆序列标识符/走马灯先后感觉不是虚幻,没有记忆就无法观测时间和运动变化。记忆有绝对顺序(不搞回退倒流)就是绝对时间,观测时刻就是现在,时间流动的感觉就是意识记忆在发生。年少记忆少当然感觉时间慢!⭕️绝对时空清清楚楚无法改变,相对时空是数学虚幻,装神弄鬼白日做梦,只能是近似。宇宙时时处处可放羊???当然是鬼把戏。

  • 2024-12-07 12:39

    ❌证实/证明理论是骗术:::需要证明的真理/理论是骗,号称证明真理/理论也是骗!!!真理理论作为预测未来的全称命题(全时空),证伪当然有效,证明/证实当然无效。号称证明XX论和万有引力定律,一天证明100次也没用。实验只能证明具体现象真。 认知自然/想知道能不能趟过一条河?只能依靠观测归纳,搞假说有什么用呢?所有自然规律都是对过去的归纳,未来是不变的,不变的原因是不知道!真理不证自明无法证明,只能信任自然!——“相对真理”也是骗术,真理是客观存在的绝对真理,人类诞生之前月亮不运动吗??引力有没有??都是显而易见!仰望星空信任自然的地心说需要认知进化,能否定绝对真理??地心说依据的现象变了吗?没有!号称相对真理是悖论斯坦_蔑视自然_欺师灭祖_搞骗的伎俩。❌❌大胆假设,细心求证,都是骗术,是悖论斯坦发家(科学家)的“两头骗”!用假设猜想后脑勺肯定没用,搞1000年的鬼故事(假说)也真不了,牛顿自然哲学反对任何创造假说!!!无人机,潜水艇,轮子,核弹的发明创造都是由公理和观测经验大胆演绎的结果/现象,与自然复杂现象一样,真理不变现象无穷多。苏格拉底说,万变中寻求不变的真理。

  • 2024-12-07 12:46

    水星进动解释稀奇的骗术👻👻👻:::1974地外水星探测才发现了它的磁场。显然,不考虑电磁场对引力的干扰,能得出很高精度,必然是骗!!!

  • 2024-11-18 19:56

    两头骗:::需要证明的理论必然是骗,号称证明该理论也是骗。

  • 2024-11-18 19:57

    ❌万能骗术无底洞:::—— 无中生有创造假说解释稀奇,你能证有吗?永远不可能。你能证无吗?永远不可能(时空无限,号称科技没达到)。解释稀奇号称证明,虽然是(悖论)骗,但你只好被迫证伪/无,进入万能骗术无底洞!!!………鬼把戏总是极难识破的,科学鬼把戏可以持续玩到人类灭绝!!!⭕️真善皆美!!!由真理得食物,善良是分配食物,没有真,善是不可能的。更爱真理是人类的最高智慧和希望。……… 终身搞悖论的爱因斯坦,雅称悖论斯坦,搞的是两头骗,万能骗,诱惑哲学复合骗,终身骗,祸害真理,当然只能是人类公敌!!一些人鼓吹骗子肯定有一种快乐,一种缺德愚蠢的快乐,蔑视自然瞎编科学前沿虚幻希望,祸害工程实践,搞骗术无底洞。骗子的温水煮了100多年了,他们的干劲今天仍然是如此之大!!!人类社会难道不需要猛醒吗???

  • 2024-12-07 12:39

    ❌无穷连环骗::攻击万有引力普遍规律的超距作用,然后自己偷偷搞纠缠特殊规律的超距作用。号称自己更科学,然后说世界是虚幻。这不是灵魂肮脏是什么??? ❌❌最强大可怕的骗:::利用信任和权力搞骗,他们坐在令人敬仰的科学殿堂里,趾高气扬地,搞那些永远不会露馅的伪科学!!!然后教育更多的人“大胆假设细心求证”用搞骗的方法去思考!!!❌❌骗人和被骗当然就是思想实验。

  • 2024-12-07 12:41

    ❌❌悖论斯坦//悖论潘多拉,背叛数学由公理演绎证明特称命题的传统,号称证明全称命题公设公理。以光速不变假说祸害相对速度公理,数学冒充物理,祸害绝对时空,祸害能量质量引力等物理基本概念和认知方法,以二象性祸害自然科学认知的核心根基/同与不同的确定性。瞎编自然因果(律),将解释现象当真理,以创造假说冒充祸害公设形而上学。后谎言掩盖解释前谎言搞了一辈子,祸害数学,祸害物理,祸害哲学,祸害绝对真理,终身搞骗,祸害极大极深极广。100多年了,还在鼓吹骗子/一个恶贯灵魂的彻底的人类公敌!!居然成了一门生意??………狗屎都有用,欺骗有啥用?观测归纳认知自然,从来如此,只能如此。迷信跪拜蔑视自然&欺师灭祖的悖论斯坦,瞎搞科幻假说,人类将无法逃脱第六次地球生物大灭绝。———假说科幻骗子招摇过市,“科学家”比赛鼓吹神话悖论斯坦骗子以抬高自己,科学还有希望吗???

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