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1 # EYES一2
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2 # 貓先生內涵科普
我們今天只講歷史,不講理論。
狹義相對論的發現正如題主的提法,狹義相對論的確是一個很接近被發現的理論,如果沒有愛因斯坦,那麼至多5年之內,就會有別的人將它發現,這可以說比較接近歷史事實。
在1905年前後,縱觀科學界發表的論文,和科學家的研究成果,其實很多物理學家都已經接近了狹義相對論。洛倫茲甚至都推匯出洛倫茲變換了——狹義相對論的計算基本可以用洛倫茲變化完成。但是洛倫茲始終無法擺脫絕對時空觀的束縛,只能與這項偉大的成就失之交臂。
愛因斯坦自己呢?他是在協調牛頓經典力學以及麥克斯韋電磁學的矛盾時,順道發現了狹義相對論的。我們可以從他寫給達文波特的信中,可以知道這一點細節:根據一般的理由,我堅信絕對運動是不存在的,而我所考慮的問題僅僅是這種情況如何能夠同電動力學的知識協調起來。
簡而言之,在狹義相對論的發現上,愛因斯坦的天才努力當然重要,但是運氣很明顯也站在了他這一邊。
廣義相對論的發現著名的愛因斯坦傳記作家C.P.斯諾在傳記中這樣記錄:狹義相對論,要是愛因斯坦沒有想到,別人也會想到,很可能在5年之內。這是一件在等著要發生的事。但廣義相對論則完全不同!沒有愛因斯坦的創造,我們今天有可能還在等待那個理論。
廣義相對論的創立,是愛因斯坦思考宇宙中最普遍而神秘的引力問題找到的答案。人類第一次擺脫了絕對的時空觀,認識到時間是可以更改的,不斷變化的,時間甚至還有形狀。一份時間與三份空間結合在一起形成一份“時空”。宇宙的真相就此揭開,人類獲得通向星辰大海的能力。
人類歷史再過百年,我們在別的行星上回過頭來,一定會首先感謝愛因斯坦的。
結語如果你仍舊執著的思考手電筒的相對運動,光速飛船的疊加加速;記住,你並不是在談論相對論的運動!那是牛頓力學的範疇,是相對論在低速宇宙的近似應用,和真實的相對論一點關係都沒有。
不要浪費美好的青春年華,去緣木求魚好不好。
我是貓先生,感謝閱讀。
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3 # 布魯諾二
科學之癥結在於錯誤的三大根基、沒有根基的科學遲早要崩塌!?!?
科學一路走到黑、其既得利益者是科學進步的最大阻礙嗎???
宇宙是種能量球機制,科學須從空心球開始!
能量球理論如果被證實為宇宙真理,和確定為國家戰略,那科學將面臨一場大刀闊斧的改革。重拾方法論,重建體制機制,重塑宇宙之真理。
我們首先要重塑主流科學的三大根基概念,確立正確的物質觀、時空觀、和運動觀。三大根基乃宇宙之基,科學之基,理論之基。
物質是種實在的東西,物質具有質量,擁有形態,永不湮滅,物質具有阻擋性和碰撞性,宇宙是唯物質的,物質是實在的不是虛無的。我們必須堅守物質實在的原則,我們必須堅決剷除一切虛幻事物。科學把物質搞得虛無,宇宙被人類弄得玄幻?
空間是物質存在的環境,空間裡除了物質,什麼都沒有,空間是一無所有的環境。時間是物質運動的過程,運動過程受運動規律支配,時間是度量過程的概念。物質的運動環境和運動過程都是宇宙的客觀存在和絕對存在,非相對論所述的相對性。相對論的立論根基是光速不變,光速不變是光量子速度不變,非光粒子速度不變,不要張冠李戴?
物質在空間裡運動,運動的本質是慣性運動。物質在一無所有的空間環境裡以慣性狀態存在,物質的慣性運動形成慣性碰撞,慣性碰撞改變慣性狀態,宇宙基本的和唯一的力是慣性碰撞力,能量是物質慣性碰撞效應的度量。宇宙萬物的運動都是碰撞力作用的結果,引力根本不存在,四種基本力子虛烏有。引力理論誤導科學達幾百年,是時候該糾正錯誤了?
從宇宙的三大根基概念可推出宇宙萬物的基本運動形式是碰撞反作用力的噴射形式的運動,宇宙基本的和唯一的動力裝置是物質組合的空心球裝置。宇宙是種能量球機制,萬物由空心球組成,一切都是以能量球為核心和主軸的組合,運動,和迴圈。空心球吸收和發射的粒子是光子,光子的動能推動宇宙萬物的運動和宇宙物質和能量的迴圈。空心球的運動是具有方向性的,這就能形成物質的聚集運動和宇宙的有機迴圈。宇宙的能量球機制是宇宙迴圈選擇的結果。
能量球的工作原理與物質的輻射量子化相一致,這足以說明宇宙的能量球機制。所謂的量子就是空心球噴射出來的一群光粒子,量子是一定數量光子的動態體。量子物理把量子當成能量體,當成波,當成概念方法是很不恰當的,我們必須確立量子的物質性,實在性,和碰撞性。光是粒子,不是波,波是粒子運動的表現,波動的實質是粒子的碰撞。光子是單個粒子,量子是一定數量的光子,光量子是空心球噴射出來的一群光子,量子能在物體中實現量子傳遞,光速不變是量子速度不變,不是單光子粒子速度不變。光不是波,光波也不同於聲波,量子理論走波動路線是不是搞錯了方向?
輻射量子化就是任何粒子的輻射都是由量子單位組成,相同的量子對應相同的粒子,由此可推出宇宙萬物都是由同種粒子組成。按能量球理論,電子是單個的能量球,電子的聚集效應形成中子(質子),中子的聚集效應形成原子核,超級原子核的裂變形成各種原子(元素),萬物都是由電子組成。而粒子物理的標準模型卻把物質結構搞得異常複雜,中子(質子)由各種夸克,和各種相互作用粒子,以及各種莫名其妙的微粒組成,其中還存有各種機理,引數,和假設。原子模型也只是原子核和電子,而把光子排除在原子結構之外,而光子卻是在原子中佔絕對質量和起絕對作用的。粒子物理漏洞百出,錯誤連篇,是時候該改變了?
原子是超核裂變的結果,原子是不規則的核裂塊,各種原子具有各自獨特的光密性,光密性是原子間相互作用和相互結合的基礎。各種原子是裂變來的,而非聚變,而我們的核理論走的卻是聚變路線,各種原子是各種溫度下的聚變產物。宇宙是種裂變機制而我們卻走聚變路線,這豈不是南轅北轍背道而馳?
電子是光子組合出的一個空心球,其不斷地吸收和發射光子,而形成運動,空心球內根本就沒有電荷,也不需要電荷。原子核是空心球的粘連體,原子核是不規則的核裂塊,特異性原子組合出特異性分子。原子核不帶電荷,電荷純屬臆造。化學反應是原子之間的碰撞作用和在彼此光密點上的競爭性組合,與電子電荷無關。化學反應,元素週期表,價電理論,電磁理論都是基於電荷概念,而電荷又不存在,真不知化學該何去何從?
宇宙天體是種聚集作用和裂變過程,從恆星的原子核裂變,到中子星的中子裂變,到電星的電子裂變,天體是種裂變機制。而我們的宇宙天體學講的卻是聚變,科學反其道而行之?
物質以慣性狀態存在於空間,空間是種一無所有的環境,在一無所有中何來的維度,場體,和能量體。數學是門工具,是種應用方法,數學只存在於我們的意識中,空間裡哪有數學存在。宇宙空間其實是種光子狀態,萬物處於光子的光速碰撞中,一切物質運動都是光子動能的推動。弦論,場論,波論,高維論,多元論,大爆炸論,幾近神話?
按能量球理論、主流科學理論幾乎全盤錯誤,科學一路走到黑、其既得利益者是科學進步的最大阻礙嗎?
(百度貼吧能量球理論吧)
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4 # 鍾銘聊科學
客觀地說,是真的很難。雖然是100年前的理論了,但是我們上學學到的很多知識都只是皮毛,而且很多時候為了應付考試,就靠著一些應試技巧來應付。
但是,從文藝復興以來,很多知識和理論實際上都是很艱深的,它們是需要仔細動腦子去思考其中的思想,才能有所收穫,並不是純靠背誦就可以搞得定的。
這就有點類似於,我們小時候會被很多古詩詞,但是我們只是背了這些古詩詞,如果你隨便問小朋友,你知道這首詩為什麼這麼寫?詩人的想表達的是什麼?甚至你問,這些詩人的生平,大多數人都是答不上的。
因此,其實應試並不等於學會。而近現代的物理學,難的不只是數學表達,更多的是背後的物理學思想。很多人能背出狹義相對論和廣義相對論的推導過程,但是他們還是用牛頓的世界觀看待愛因斯坦的理論,結果就會覺得這當中充滿了各種不合理,各種矛盾,最後還是不理解愛因斯坦的相對論的思想。
所以,難的不是理論,而是理論背後蘊含的物理學思想。
然後說回到題主問的那個問題,其實用這個邏輯就能夠解決。對於《狹義相對論》的提出,其實早在愛因斯坦之前,就有洛倫茲提出了洛倫茲變換,懂得狹義相對論的人其實都知道這是狹義相對論當中很重要的一部分,但是呢,洛倫茲不懂得其中蘊含的物理意義;除了洛倫茲,還有龐加萊,他其實早在愛因斯坦之前就提出了同時性的相對論,同樣的,這也是狹義相對論的核心之一。但是,他們最終都沒有提出《狹義相對論》。
楊振寧在他寫過的一篇文章《機遇與眼光》就說到這件事,
洛倫茲有數學,但沒有物理學;龐加萊有哲學,但也沒有物理學。正是 26 歲的愛因斯坦敢於質疑人類關於時間的原始觀念,堅持同時性是相對的,才能從而打開了通向微觀世界的新物理之門。
而愛因斯坦和這兩位龐加萊,洛倫茲不同的是,他深刻理解了狹義相對論的物理意義,並且提出了非常完整的理論體系,順手就統一了“時間”和“空間”,也完美解釋了什麼是同時性的相對性。
所以,其實龐加萊和洛倫茲可以說是非常接近相對論的科學家。相信如果愛因斯坦沒有最終提出這個理論,在那段時間裡,或許也會有人最終想通,並且提出來。
但是,如果沒有愛因斯坦,廣義相對論確實很難被提出來。因為狹義相對論還有兩位科學家已經接近了最終的終點。但是廣義相對論呢?
除了愛因斯坦,就沒有任何一位科學家曾經接近過,但是我們要知道是廣義相對論本身複雜,需要非常複雜的數學基礎,當時愛因斯坦其實是有幫手的,那就是格羅斯曼。但是愛因斯坦也特別擔心其他的數學家搶先。於是,快速發表了廣義相對論。在一次採訪中,格羅斯曼就曾表示過:如果沒有愛因斯坦,就沒有廣義相對論。懂得廣義相對論數學表達的數學有很多,但懂得廣義相對論的物理意義的只有愛因斯坦。
所以,100多年後的今天,相對論還是很難,因為他不符合我們日常的認知。所以,想要理解廣義相對論,是需要轉變思想,突出原來的認知框架,然後好好體會背後的物理意義,才能搞得懂。
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5 # 靈遁者國學智慧
導讀:本文摘自獨立學者靈遁者物理宇宙科普書籍《變化》。旨在幫助大家瞭解物理宇宙科普知識。
再來說說愛氏廣義相對論的建立:
1905年,愛因斯坦發表了關於狹義相對論的第一篇文章後(即《論動體的電動力學》),並沒有立即引起很大的反響。但是德國物理學的權威人士普朗克注意到了他的文章,認為愛因斯坦的工作可以與哥白尼相媲美,正是由於普朗克的推動,相對論很快成為人們研究和討論的課題,愛因斯坦也受到了學術界的注意。
1912年,愛因斯坦在聯邦工業大學當上了教授,1913年,應普朗克之邀擔任新成立的威廉皇帝物理研究所所長和柏林大學教授。
在此期間,愛因斯坦在考慮將已經建立的相對論推廣,對於他來說,有兩個問題使他不安。
第一個是引力問題,狹義相對論對於力學、熱力學和電動力學的物理規律是正確的,但是它不能解釋引力問題。牛頓的引力理論是超距的,兩個物體之間的引力作用在瞬間傳遞,即以無窮大的速度傳遞,這與相對論依據的場的觀點和極限的光速衝突。
第二個是非慣性系問題,狹義相對論與以前的物理學規律一樣,都只適用於慣性系。但事實上卻很難找到真正的慣性系。從邏輯上說,一切自然規律不應該侷限於慣性系,必須考慮非慣性系。
狹義相對論很難解釋所謂的雙生子佯謬,該佯謬說的是,有一對孿生兄弟,哥在宇宙飛船上以接近光速的速度做宇宙航行,根據相對論效應,高速運動的時鐘變慢,等哥哥回來,弟弟已經變得很老了,因為地球上已經經歷了幾十年。而按照相對性原理,飛船相對於地球高速運動,地球相對於飛船也高速運動,弟弟看哥哥變年輕了,哥哥看弟弟也應該年輕了。這個問題簡直沒法回答。實際上,狹義相對論只處理勻速直線運動,而哥哥要回來必須經過一個變速運動過程,這是相對論無法處理的。正在人們忙於理解相對狹義相對論時,愛因斯坦正在繼續完成廣義相對論。
1907年,愛因斯坦撰寫了關於狹義相對論的長篇文章《關於相對性原理和由此得出的結論》,在這篇文章中愛因斯坦第一次提到了等效原理,此後,愛因斯坦關於等效原理的思想又不斷髮展。
他以慣性質量和引力質量成正比的自然規律作為等效原理的根據,提出在無限小的體積中均勻的引力場完全可以代替加速運動的參照系。愛因斯坦並且提出了封閉箱的說法:在一封閉箱中的觀察者,不管用什麼方法也無法確定他究竟是靜止於一個引力場中,還是處在沒有引力場卻在作加速運動的空間中,這是解釋等效原理最常用的說法,而慣性質量與引力質量相等是等效原理一個自然的推論。
直到1915年11月,愛因斯坦先後向普魯士科學院提交了四篇論文,在這四篇論文中,他提出了新的看法,證明了水星近日點的進動,並給出了正確的引力場方程。至此,廣義相對論的基本問題都解決了,廣義相對論誕生了。
1916年,愛因斯坦完成了長篇論文《廣義相對論的基礎》,在這篇文章中,愛因斯坦首先將以前適用於慣性系的相對論稱為狹義相對論,將只對於慣性系物理規律同樣成立的原理稱為狹義相對性原理,並進一步表述了廣義相對性原理:物理學的定律必須對於無論哪種方式運動著的參照系都成立。
愛因斯坦的廣義相對論認為,由於有物質的存在,空間和時間會發生彎曲,而引力場實際上是一個彎曲的時空。愛因斯坦用太陽引力使空間彎曲的理論,很好地解釋了水星近日點進動中一直無法解釋的43秒。廣義相對論的第二大預言是引力紅移,即在強引力場中光譜向紅端移動,20年代,天文學家在天文觀測中證實了這一點。
靈遁者物理宇宙科普書籍《變化》電子版在靈遁者淘寶有。
廣義相對論的第三大預言是引力場使光線偏轉,最靠近地球的大引力場是太陽引力場,愛因斯坦預言,遙遠的星光如果掠過太陽表面將會發生一點七角秒的偏轉。1919年,在英國天文學家愛丁頓的鼓動下,英國派出了兩支遠征隊分赴兩地觀察日全食,經過認真的研究得出最後的結論是:星光在太陽附近的確發生了一點七角秒的偏轉。
英國皇家學會和皇家天文學會正式宣讀了觀測報告,確認廣義相對論的結論是正確的。會上,著名物理學家、皇家學會會長湯姆孫說:“這是自從牛頓時代以來所取得的關於萬有引力理論的最重大的成果”,“愛因斯坦的相對論是人類思想最偉大的成果之一”。
愛因斯坦一下子成了新聞人物,他在1916年寫了一本通俗介紹相對論的書《狹義與廣義相對論淺說》,到1922年已經再版了40次,還被譯成了十幾種文字,廣為流傳。
愛氏相對論的意義,對於我們而言應該永遠銘記和傳授給下一代:
狹義相對論和廣義相對論建立以來,已經過去了很長時間,它經受住了實踐和歷史的考驗,是人們普遍承認的真理。
相對論對於現代物理學的發展和現代人類思想的發展都有巨大的影響。相對論從邏輯思想上統一了經典物理學,使經典物理學成為一個完美的科學體系。狹義相對論在狹義相對性原理的基礎上統一了牛頓力學和麥克斯韋電動力學兩個體系,指出它們都服從狹義相對性原理,都是對洛倫茲變換協變的,牛頓力學只不過是物體在低速運動下很好的近似規律。
廣義相對論又在廣義協變的基礎上,透過等效原理,建立了局域慣性場與普遍參照系數之間的關係,得到了所有物理規律的廣義協變形式,並建立了廣義協變的引力理論,而牛頓引力理論只是它的一級近似。這就從根本上解決了以前物理學只限於慣性系的問題,從邏輯上得到了合理的安排。
相對論嚴格地考察了時間、空間、物質和運動這些物理學的基本概念,給出了科學而系統的時空觀和物質觀,從而使物理學在邏輯上成為完美的科學體系。
狹義相對論給出了物體在高速運動下的運動規律,並提示了質量與能量相當,給出了質能關係式。這兩項成果對低速運動的宏觀物體並不明顯,但在研究微觀粒子時卻顯示了極端的重要性。因為微觀粒子的運動速度一般都比較快,有的接近甚至達到光速,所以粒子的物理學離不開相對論。質能關係式不僅為量子理論的建立和發展創造了必要的條件,而且為原子核物理學的發展和應用提供了根據。
對於愛因斯坦引入的這些全新的概念,當時地球上大部分物理學家,其中包括相對論變換關係的奠基人洛侖茲,都覺得難以接受。甚至有人說“當時全世界只有兩個半人懂相對論”。舊的思想方法的障礙,使這一新的物理理論直到一代人之後才為廣大物理學家所熟悉,就連瑞典皇家科學院,1922年把諾貝爾物理學獎授予愛因斯坦時,也只是說“由於他對理論物理學的貢獻,更由於他發現了光電效應的定律。”對愛因斯坦的諾貝爾物理學獎頒獎辭中竟然對於愛因斯坦的相對論隻字未提。(注:相對論沒有獲諾貝爾獎,一個重要原因就是還缺乏大量事實驗證。)
各位,以上就是關於愛氏狹義和廣義相對論創立的過程,愛氏完成了他的工作。但對於這個工作,我們相信,它還有值得被理解和完善的部分。引力不能量子化的問題,就是其中一個。我自己在《變化》裡也寫出了我的看法。在解釋廣義相對論的過程中,出現了問題。即引力不是時空彎曲的幾何表現,引力的本源是時空!和彎曲沒有關係。具體內容請看《引力的本源》一文。大家永遠記住,我們的問題永遠沒有最後一個!我們要走的路,也很長很長。
摘自獨立學者靈遁者物理宇宙科普書籍《變化》
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6 # 想法捕手
狹義相對論(狹相)難在理解,畢竟打破了我們日常認知的時空觀;而廣義相對論(廣相)難在運算,畢竟能解出場方程的人都是大神,而且每一個有物理意義的解都絕對是重量級的,如黑洞、引力波、蟲洞等等。
雖然說廣相難在運算,但畢竟是狹相的升級版,不理解狹相如何能理解廣相?對我們不準備從事物理學深度研究的人來說,能理解幾個關鍵概念就行了。
核心主張:大質量物體使時空變形,表現為我們感受到的引力。狹相已經揭示了時空是一體且可變的特點。藉由描述曲面空間的黎曼幾何,愛因斯坦意識到時空就像一張蹦床一樣,大質量的物體能將其畸變。
這種時空的彎曲會將周邊的小質量物體趨向大質量物體運動,越近這種趨勢越明顯,越遠這種趨勢就越弱。
這就完美解釋了“萬有引力”關於兩個物質之間引力的描述,同時還能解釋“萬有引力”所不能解釋的光在大質量物體附近發生彎曲的現象。
廣相成功預言了光從太陽附近經過發生的偏折率,才成為物理學界的支柱。牛頓的萬有引力定律只能針對有質量的物體而言,而光沒有質量還能不能適用於萬有引力嗎?牛頓在《光學》一書中,也提出過這樣的疑問:“物體能否憑引力彎折遠處的光線?”
牛頓自己並沒有回答,但卻得到了其他一些物理學家的回答。其中德華人索爾德納(Johann Georg von Soldner ),就認定經過一個大質量天體的星光會受到引力而彎曲。
但當被問到為什麼時,他直言不諱地說,把光當經典物體處理運算就行了。而且他還用萬有定律推匯出了光受到引力後的偏折率公式,一直被當時的人們所沿用。
直到1915年,愛因斯坦發表了廣相,開創性的提出了引力是時空的扭曲,光在空間裡走最短的測地線傳播,完美的解釋了光為什麼會彎曲。
1919年英國物理學家愛丁頓,作為世界上第二個讀懂廣相的人,透過日蝕觀察結果證實了廣相的這種解釋。而運用索爾德納的公式算出來的偏折率只有場方程的一半。
也就是說在宇宙大尺度上,萬有引力的計算結果遠遠沒有愛因斯坦場方程的結果精確。而萬有引力定律的優勢在於比愛因斯坦場方程簡單多了,而且在地球上完全夠用了,適用第一啊,所以萬有引力定律只要人類還沒離開地球,就永遠適用。
核心常量:光是時空的常量狹相揭示了光速不變(對應的是時間),廣相揭示了光的執行軌跡不變(對應的是空間)。這是兩個相對論暗示的兩個重要前提。
狹相“光速不變”的概念大家瞭解比較清楚了,“光的執行軌跡不變”是什麼意思?
就是光永遠在空間裡以最近的測地線運動,光在真空中彎曲,不是光改變了執行軌跡而是空間發生了扭曲。
記住:
光永遠沒變。
光永遠沒變。
光永遠沒變。
(重要的事說三遍)
光就好比一把測量時空的標尺,只要把這個概念想清楚了,理解相對論就容易了。相對論的相對性容易把人搞暈,如果你反過來理解,相對論實際上是“光的絕對論”,因為只有光是絕對不變的,這就好理解了。
等效原理:引力等效於加速度。愛因斯坦用了10年的時間把狹相擴充套件成廣相,就是為了解釋“引力”造成的運動問題。
狹相研究的是慣性系運動,廣相研究的就是非慣性系運動,而非慣性系就是有加速度存在的運動情況。
愛因斯坦透過他的腦洞敏銳地洞察到物體受到的引力作用,等效於物體做加速運動。
這就是愛因斯坦著名的“電梯假象實驗”為我們揭示的引力感知的本質。
比如我們平時在靜止電梯裡會感覺到一個向下的引力,而如果把這個電梯放到宇宙中,以加速度g向上運動,我們受力的感受就和在地面上一樣。
因此我們可以把一切受引力產生的運動,當做加速運動來處理計算。
廣義相對論的成功並不是靠吹出來的。黑洞、白洞、蟲洞、引力波、宇宙膨脹,這些都是愛因斯坦廣相中場方程所能包括的宇宙預言,其中黑洞、引力波、宇宙膨脹都已經被證實了。
雖然愛因斯坦場方程很難求解,但一旦解出一個新的的解,那都是些足以顛覆世界認知的存在。
有人說愛因斯坦最大的優點在於,總是能順著思維邏輯推導直至得出一個結果,而全然不在意這個結果有多不合理。
相對論難可能也就是難在思維方式的轉變上吧,畢竟以人類對世界認知的侷限性,不合理才是常態吧。
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7 # 使用者983989961548
看需要了解程度。想要去理解方程式,估計全國不超1000人看懂。求解就別想了,單一都需要極好數學能力。
如僅為科普,難度在於和牛頓經典物理不匹配,太抽象。書中配圖又全是2D效果,腦補不易。但總體比量子學好些,那個完全反普通知識和邏輯了。
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8 # 陳轉運
愛因斯坦的廣義相對論把引力解釋為時空扭曲是錯誤的,時空扭曲是怎麼被證明的?太陽透鏡現象?那只是太陽氣體折射現象!光在真空中是絕對直線傳播的,可是宇宙哪有絕對真空?更別說天體附近了!光穿過你的眼鏡鏡片、穿過水,穿過大氣層都會發生偏折射……所謂的彎曲只不過是穿過的介質密度不均勻罷了!暗物質不存在,星系旋轉異常(旋轉過快,沒有散架),不符合牛頓萬有引力定律與廣義相對論,相當於兩個理論已經被證偽。可是科學界寧願虛構個暗物質來彌補萬有引力定律與相對論的漏洞,也不敢質疑這兩個理論是錯誤的。現在的主流假說認為,太陽系來自一團星際塵埃雲的引力坍塌,而本理論認為:無序的塵埃雲不會自主凝結成有序的太陽系,牛頓的萬有引力違反熵增定律。本理論推測太陽系形成是因為某天體爆炸或噴射的熾熱物質形成熾熱心核對冰冷的星際塵埃雲的引力吸附。這樣就更容易解釋行星繞日的初始動力。
摘要:艾薩克•牛頓發現了萬有引力,然後又發現了運動三定律,亨利•卡文迪許用 扭秤 證明了萬有引力 定律正確性,並算出了地球的“質量”,但都沒對引力的來源給出明確的解釋。阿爾伯特•愛因斯坦更是玄之又玄的把引力解釋為物質對空間造成的彎曲。本文將根據一些小實驗和理論推導對以上的某些觀點進行糾正與反駁。
關鍵詞:內能(熱力學能),引力,地球質量,扭秤,重力加速度。
引言:耳熟能詳的定律,質量越大,引力越大,但還有一個被人類忽視的資料,那就是內能。天體的質量越大,引力越大,內能越大(此文的內能是拋開 所有化學反應,核反應的 熱力學能)。那麼引力的來源是不是高溫度物體與低溫度物體的溫差效應呢?看下面的實驗。
三個質量相同鋁球,用液氮把兩個鋁球分別散熱到零下150℃與零下50℃,還有一個與室溫溫度相同20℃。觀測三個鋁球近距離的水氣有什麼反應。觀察到的結果是零下150℃的鋁球對附近水氣有很大的吸引力,有明顯的重力加速度現象,末端水氣落體速度大約是零下50℃鋁球的三倍。而與室溫相同的鋁球對水氣毫無反應。5分鐘後終止實驗,零下150℃鋁球結霜質量大約是零下50℃鋁球的三倍。
我們用這個實驗是不是能說明兩物體的引力大小與兩物體溫度的大小相關呢?溫度差越大,引力越大,與質量無絕對關係。那麼在地球上為什麼質量越大的物質,引力越大呢?這麼說吧,地球是個巨大的能量體,她對所有的低能量體都有 熱平衡 需求,她會根據 低能量體所能承載的熱量產生引力,直至達到熱平衡引力為0,但是地球有溫度階梯,從地殼約14℃至地心約6000℃,所以一個物體從14℃至6000℃其重力可以說是穩定不變的。假設一個鉿合金球,從14℃加熱到4000℃,其與地心引力最大轉移到與地殼引力最大,其重力保持不變。14℃至零下273℃,溫度越低,重力越大。(這段是理論推導,沒做實驗)。
根據此實驗說明兩個物體沒有 熱平衡需求就沒有引力,那麼亨利•卡文迪許的扭秤又是怎麼算出“地球質量”的呢?他的扭秤為什麼出現扭力呢?還準確推匯出引力常量。5.965*10^24到底是地球的內能還是地球的質量?我們根據 F=GM m/r^2計算出了太陽系的大部分行星的 軌道與速度,衛星的均速圓周運動,這足以說明F=GMm/r^2正確性,那麼一個天體的內能值與質量值一定很接近。為什麼會很接近呢?是根據質量有了內能?還是根據內能的大小有了質量?看下面的實驗與理論推理。
亨利•卡文迪許的扭秤為什麼使兩個沒有熱平衡需求的兩對鉛球出現引力呢?
看實驗,準備兩個磁力不同的磁鐵,一根鐵絲,一些細鐵砂,釋放靜電,先用鐵絲吸鐵砂,肉眼觀察下是毫無吸引力。然後把強磁鐵放到鐵絲底端,整根鐵絲會吸住很多鐵砂,距離磁鐵越近吸住鐵砂越多,換上弱磁鐵,鐵絲吸引的鐵砂要少的多。根據這個小實驗去理論推導下個實驗,我們把引力看作成弱磁現象,扭秤的兩對鉛球之所以會互相吸引,完全是因為在地球的引力磁場上。小實驗裡我們可以輕鬆的把磁鐵放到一旁,以現在的科技我們也可以輕鬆的把扭秤送到太空,送到月球,那時你會發現扭力與此區域 重力加速度 值成正比。引力越小,扭秤的扭力越小。月球上表面的扭力只剩下地球上的1/6。
我做了個簡陋的扭秤,在只有4個質球實驗下,加大兩對質球的溫度差,會得到不同的扭矩。我也猜測是不是空氣對流加劇造成的,但一直沒有找到真空實驗室而擱置。(具體的溫度差與扭矩比例,由於扭秤的簡陋,就不一一敘寫了)。實驗過程:四個相同質量的實心鋁球,一根木棒,先把兩個鋁球固定在木棒兩端,一根細銅絲拴在木棒正中間,懸掛在一個橫架中間,保持平衡。銅絲底端固定一個小鏡子,再用一個鐳射燈射照鏡子,射線與折線最好調到90度左右,光點會射在牆上,牆上固定個尺子。依銅絲正下方為點用圓規畫個圓圈,邊是兩個球的球心,再用兩個支架把另外兩個球託平,分別放在秤砣的左右側,球心對準圓線。不同溫度的球放到托架上,光點會出現在不同的位置。(也就是說溫度差越大,扭力越大,兩物體之間的引力越大)。
此理論的最有力的證據還是需要把扭秤送到太空,送到月球。
那麼太陽系天體的質量值與內能值為什麼如此相近呢?太陽除外。因為太陽是中心,在太陽系中是懸浮不動的,即使內能值與質量值差距很大也測不出來,又點燃了核聚變。理論上來講,內能值遠高於質量值。所以我們現在根據引力算出的太陽質量(其實是內能)遠遠大於真實質量。大家都知道太陽是氣態的,而密度竟然是地球的0.26倍,這是荒謬可笑的,他的意思也就是說一立方氫氣與一立方土的質量比是0.26 : 1,就算把氫氣壓縮到液態,這個比值也相差甚遠。太陽的平均密度1.4克每立方厘米,氫液態才0.07克每立方厘米,矛盾嗎?
每個天體都有一個心核,太陽的心核最大,我們根據心核大小比例,做出九個鋁球,分別代表太陽與八大行星。全部冷卻到零下200℃,把太陽放到實驗室中心,按照距離比把八大行星擺好,懸浮運轉,2個小時後結束實驗,冰球質量比與太陽系天體質量比一致。水氣代表星際塵埃雲團,心核是宇宙所有天體的種子。遇到肥沃土壤(星際塵埃雲團)就會根據大小演變成恆星或行星,沒有心核的星際塵埃雲團是一團死雲,不會孕育出任何天體,否則違反熱力學第二定律。(這段是邏輯推理,猜測)。
在此理論正確的前提下,F=GMm/r^2還能繼續使用嗎?當然可以,只不過要稍微修改一下,首先就是其中的一個M改成U。那麼以引力計算的1熱值等於多少焦耳?這就需要廣大科學家的共同計算了。
(1)計算天體,近似公式:F=GUm(1-u/U)/r^2
(2)計算實驗,近似公式:F=GUM(1-t/T)/r²
此公式也不是適用於任何引力場,(只有兩物體質量與半徑相同的情況下才能做到誤差為0,比如冰球實驗,你可以理解為把鋁球切割成與水氣大小相等顆粒,然後每顆粒與水氣產生的引力全部相加)。就如F=GmM/r^2無法解釋水星近日點進動異常,愛因斯坦廣義相對論描寫的引力與量子力學格格不入。可以說很難有一個引力公式通用於宏觀與微觀等多種引力場,只有根據不同的引力場拿出不同的公式給予計算。
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一門學問難不難因人而異,作為現代物理的基礎廣義相對論量子力學之一,確實需要比較多的數學工具,最重要的數學工具就是微分幾何(要學到黎曼幾何)要到研究生階段才會教到黎曼幾何的程度。難的地方一是數學基礎,二是違反直覺,難以跨越與經典物理的鴻溝。若想系統學習,還是按部就班為好,物理系學什麼課程你就學什麼,普通物理,四大力學先學一遍。這樣逐步積累才可逐步提高物理修養,之後在專門選擇研究的方向進行深入。現在資訊通訊較發達,什麼資料都可以找到,資料眾多就看你能不能耐心鑽研了