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我認為地球的重力場會向外輻射出物質。光在重力場輻射的物質中運動,速度應該會不同。與重力場輻射方向相同時,速度應該會快點。有個德國人曾經做過一個垂直的邁克爾遜-莫雷實驗,雖然能看到干涉條紋移動,但是此實驗不嚴謹。我想知道有沒有其它實驗可以證明光射入地球和射出地球的速度不同,特別是午夜0點。
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  • 1 # 瀟軒

    我們先從理論上來討論一下這個問題。地球是有引力場的,所以入射的光走的方向是沿著引力場增加的方向,學術上稱之為“內向光線”;而從地球出射到外太空的光走的方向是沿著引力場減弱的方向,學術上稱之為“外向光線”。內向光線與外向光線在區域性上都是以光速運動的,其區域性速度是一樣的,都是光速。而從長距離上來算光速平均值,因為引力場引起的空間彎曲,內向光線與外向光線的平均速度確實是不一樣的,具體的計算其實可以套用史瓦西黑洞的度量做一些幾何近似,總體來說就是要使用愛因斯坦的廣義相對論才能說清楚這個問題。

    但是,從同一點發出的內向光線與外向光線是不可能再相遇,因此要檢測這種時間差是非常困難的。

    從實驗上來說,科學家一般用光干涉的辦法來檢測光程差或者時間差。從同一點出發,繞地球旋轉一週的光,朝東發射與朝西發射的宏觀平均速度也是不同的——因為地球在旋轉,是一個非慣性參考系。從實驗上可以測量出這個不同,這叫做sgnaca效應,可以用來做光纖陀螺儀。

    同樣道理,如果我們把內向光線與外線光線反射回來重逢,讓它們干涉,我們也可以得到sgnaca效應同樣的效應——不過現在還沒有被命名為xx效應。不過這個實驗很難做,因為這個干涉效應需要的鐳射的單色性必須非常好,反射角必須特別小,而且反射用的鏡子必須安裝在太陽系之外——目前還找不到那麼遠的反射鏡。

    所以,歸根到底,你提了一個不錯的問題,但目前實驗上不好檢測。

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