我們都知道愛因斯坦在廣義相對論的實驗驗證上,有著名的三大驗證。1水星近日點的進動,2光線在引力場中的彎曲,3光在引力場中會發生引力紅移。

1915年11月,愛因斯坦在有關廣義相對論的論文中預言引力場會使光線偏轉,預言遙遠的星光掠過太陽表面時將會發生1.7秒的偏轉。為了驗證這一預言,1919年日全食期間,英國皇家學會和英國皇家天文學會派出了由愛丁頓等人率領的兩支觀測隊分赴西非幾內亞灣的普林西比島和巴西的索布臘兒爾兩地觀測。經過比較,兩地的觀測結果分別為1″.61±0″.30和1″.98±0″.12。把當時測到的偏角數據跟愛因斯坦的理論預期比較,基本相符。當時引起世界的轟動。

引力場中光線的偏折效應在天文學被稱作引力透鏡。當觀測者與遙遠的觀測天體之間還存在有一個大質量天體,當觀測天體的質量和相對距離合適時觀測者會看到多個扭曲的天體成像。

1915年11月愛因斯坦在有關廣義相對論的論文中作出的另一個預言是引力紅移,廣義相對論指出,在強引力場中時鐘要走得慢些,而地球附近的時鐘要比它走的快,於是由它發出的光的振動周期將越來越大,而到達地面的光,它的頻率將比地球上同類光的頻率偏小。因此從巨大質量的星體表面發射到地球上的光線,會向光譜的紅端移動。

雖然這些驗證都得到不同的證實,但我卻有不同的認為,這些結果也有可能是其它原因造成的!

愛因斯坦論證引力場使光線彎曲時使用了等效原理推論(引力和慣性力是等效的)。並舉例說明:在引力可以忽略的宇宙空間有一艘宇宙飛船在做勻加速直線運動,一束光垂直於運動方向射入這艘飛船.船外靜止的觀察者當然會看到這束光是沿直線傳播的,但是飛船中的觀察者以飛船為參考系看到的卻是另外一番情景.為了記錄光束在飛船中的徑跡,他在船中等距離地放置一些半透明的屏(如圖),

光可以透過這些屏,同時在屏上留下光點.由於飛船在前進,光到達下一屏的位置總會比到達上一展的位置更加靠近船尾.如果飛船做勻速直線運動,光在任何相鄰兩屏之間飛行時,飛船前進的距離都相等,飛船上的觀察者看到光的徑跡仍是一條直線(如圖中的虛線),儘管直線的方向與船外靜止觀察者看到的直線方向不一樣.如果飛船做勻加速直線運動,在光向右傳播的同時,飛船的速度也在不斷增大,因此船上觀察者記錄下的光的徑跡是一條拋物線(如圖中的實線).根據等效原理,飛船中的觀察者也完全可以認為飛船沒有加速運動,而是在船尾方向存在一塊巨大的物體,它的引力場影響了飛船內的物理過程.因此可以得出結論:物體的引力能使光線彎曲.

一,我認為推論過程過於牽強。

大多數人都坐過火車,坐在火車上看窗外風景時,你會發現窗外的房子和樹木會向後快速後移,如果按愛因斯坦的等效原理來推論,房子和樹木的後移是因為火車加速造成的!我想如果這樣解釋的話,一個小學生都會笑你,實際上房子和樹木並沒有因火車加速而產生後移,產生快速後移現象只是眼晴產生的視覺錯誤而以。同樣不管宇宙飛船的速度有多快,光也是保持勻速直線運動,並沒有出現彎曲現象,出現彎曲現象只不過是視覺錯誤而以。

二,我認為這種推論有失科學精神。

這種等效原理假設如符合基本物理規律,在力學上還可以成立。但因為光(質量為0)和飛船不是同樣物質(沒有實驗證實其存在關連性),這種假設就不符合客觀物理規律。

三,我認為引力能使光線彎曲不符合基礎物理規律。

一),我們都知道牛頓萬有引力定律(引力大小與它們質量的乘積成正比與它們距離的平方成反比,與兩物體的化學組成和其間介質種類無關)。而光對我們來說一般被形容成靜止質量為0,運動時有動量。假設光子的質量為0,那麼不管它的速度有多快,它的質量不會改變。一個質量為0的物質那麼它受的引力也為0,那麼引力場對質量為0的光無發產生彎曲作用。

二),太陽發出光到地球一直保持勻速直線運動狀態是被大家都認可的,能用實驗驗證(愛因斯坦的狹義相對論建立在兩個基本公設上:1.物理規律在所有慣性系中都具有相同的形式。2.在所有的慣性系中,光在真空中的傳播速度中具有相同的值C。第二個原理叫光速不變原理。),根據慣性定理(一切物體在沒有受到力的作用的時候,總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態)。光始終保持勻速直線運動也就說明它不受任何力作用(當然包括引力)。

三),我們知道炮彈發射後運動軌跡是條拋物線,這是因為持續受到地球引力和空氣阻力的作用才使它做曲線運動。假設如果太陽引力能使光線彎曲,雖說這種偏轉曲率太微小(愛因斯坦預言遙遠的星光掠過太陽表面時將會發生1.7秒的偏轉),由於受到持續的引力作用,根據力學原理光會始終保持曲線運動。地球引力太小,太陽也不算大,那麼比大陽大幾十億倍,幾百萬億倍的恆星系呢!這類恆星系的引力會使光以非常大的曲率作曲線運動。當光線以大麴度作曲線運動方式進入我們的視線後,我們就會看到巨大變形和扭曲的宇宙現象。其原理跟我們看到哈哈鏡里巨大扭曲變形的人一樣。而在宇宙中擁有巨大引力場的恆星和星系比比皆是,但沒有發現巨大變形和扭曲的天文現象。只有少數所謂的引力透鏡現象,一般來說引力透鏡是由光的折射而發的。

那麼引力透鏡現象怎麼來的呢?

我們常有這樣的感覺,夏天,在烈日暴晒下的柏油路上會感覺物體在動,實際是柏油路產生的熱浪在運動,在視覺上感覺是物體在動,冬天,烤過火的人都知道,圍著火爐烤火時,有時也會覺的對方在晃動。這其實也是熱浪遠動造成一種透鏡現象,而象太陽這樣的恆星,每秒鐘都會向太空噴射巨大的能量,造成這種透鏡現象也是很正常的。所以不能說觀察到恆星的透鏡現象就認為是引力造成的。

如果引力場不會使光線彎曲,不會對光產生作用,自然就不會造成引力紅移。那麼光的紅移現象是怎樣產生的呢!

物體和觀察者之間的相對運動可以導致紅移,與此相對應的紅移稱為多普勒紅移,是由多普勒效應引起的。

生活中有這樣一個有趣的現象:當一輛救護車迎面駛來的時候,聽到聲音越來越高;而車離去的時候聲音越來越低。你可能沒有意識到,這個現象和醫院使用的彩超同屬於一個原理,那就是「多普勒效應」。

多普勒效應Dopplereffect是為紀念奧地利物理學家及數學家克里斯琴·約翰·多普勒而命名的,他於1842年首先提出了這一理論。主要內容為物體輻射的波長因為波源和觀測者的相對運動而產生變化。在運動的波源前面,波被壓縮,波長變得較短,頻率變得較高(藍移blueshift);在運動的波源後面時,會產生相反的效應。波長變得較長,頻率變得較低(紅移redshift);波源的速度越高,所產生的效應越大。根據波紅(藍)移的程度,可以計算出波源循著觀測方向運動的速度。

當你用望遠鏡觀察一個高速遠離地球的天體時,它的光譜(說白了就是顏色)就要向紅色方向移動,就是紅移;當觀察一個高速靠近地球的天體時,它的光譜就要向藍色方向移動,就是藍移。在舉一個例子,我們現在看太陽是黃白色的,如果太陽高速遠離我們,我們看到太陽的顏色就會變成橙紅色,這就是紅移了。

科學家愛德文·哈勃發現距離和紅移之間有著粗略的關聯性,距離越遠紅移的量也越大。紅移與星系的距離是近似成比例的,這種關係最早是由哈勃發現的,也就是眾所皆知的哈勃定律。星系紅移最早是VestoSlipher大約在1912年發現的,而哈勃結合了Slipher的測量成為度量天體距離的另一種方法-哈勃定律。

哈勃定律( Hubble"s law ):Vf = Hc xD(Vf: 遠離速率 單位:km /sHc:哈勃常數單位:km / (s.Mpc) D:相對地球的距離單位:Mpc百萬秒差距)

由此我們可知道,光譜的紅移或藍移多少是由星系之間的距離和運動方向,運動速度決定的。

愛因斯坦廣義相對論方程還解出著名的黑洞解,在這個解中,黑洞是宇宙空間內存在的一種密度無限大、時空曲率無限高、體積無限小的奇異天體。與別的天體相比,黑洞十分特殊。它的質量極其巨大,而體積卻十分微小。它可以產生的巨大的引力,任何物質一旦進入到它的引力臨界點(即黑洞的邊界,也叫黑洞視界),便再無法逃脫,就連傳播速度最快的光也逃逸不出。

科學家首次發現一個向外噴射鐵和鎳等重金屬的黑洞,被稱之為「4U1630-47」。這幅藝術概念圖便展示了這個黑洞。圖像的右側為一顆巨大的藍星,左側盤的中央黑洞正向外噴射噴流

2015年3月1日,科學家稱在一座發光類星體里發現了一片質量為太陽400億倍的黑洞,並且該星體早在宇宙形成的早期就已經存在。科學家稱,如此巨大的黑洞的形成無法用現有黑洞理論解釋。

德國麥克斯普蘭喀天文機構的研究員布拉姆·維尼曼斯說道,最新發現的黑洞體量相當於太陽的400億倍,比先前發現的同時期黑洞的總和還大出一倍。而在銀河系的中央潛伏的黑洞比太陽大20倍-500萬倍。我們從中可以看出愛因斯坦廣義相對論這種純數學理論推論所帶來的困境,和實際觀察到的天文現象不符,也就是說實際上沒有廣義相對論解出的黑洞解。

而所謂的黑洞只不過是我們現在無法直接觀察到的暗物質的某種形態而似。

以上主要論證了廣義相對論的三大實驗驗證中兩個實驗驗證可以由其它因素產生,也論證了光如果受引力作用的話不但會和牛頓的力學定律相違,同時也會造成巨大的扭曲和變形的天文現象。同時也指出廣義相對論的推論牽強不科學和導出解與實際觀察不符。因此作出光(這裡指質量為0的可見光)不受引力場影響的結論!

最後講下水星近日點的進動這個問題:1859年,天文學家勒維利埃發現水星近日點進動的觀測值,比根據牛頓定律計算的理論值每百年快38角秒。1882年,紐康姆經過重新計算,得出水星近日點的多餘進動值為每百年快43角秒!我們都知道當時用牛頓萬有引力定律計算時並沒有把太陽質量減少這個變數考慮進去,所以計算出現很小的偏差是可以理解的。作為一個偉大的天才物理學家,愛因斯坦洞察到是由於太陽每年都會流失一部分質量造成的,所以他加入一個太陽質量減少的變數係數,自然計算得出的結果就很精確了。

所以說廣義相對論是對牛頓萬有引力定律的補充和完善,實際上是在計算萬有引力時考慮了質量減少或增加這個變數。這也是廣義相對論實際價值所在。廣義相對論方程的內在缺陷是因為受當時科學條件的局限,愛因斯坦認為太陽的質量流失是因為光帶走能量的同時造成質量的損失(愛因斯坦的著明的質能方程E=mc2),為了解決其內在關連性,愛因斯坦發揮浪漫的想像力來解釋原因,他利用等效原理,推出光也會受到引力影響的結論。由於這種純理論推導方式不符合科學規律,由其解出的廣義相對論方程黑洞解連愛因斯坦自已也不相信。毫不疑問愛因斯坦是個偉大的科學家,這點無人質疑,尤其是狹義相對論導出的質能公式(質能方程E=mc2)打開了原子能世界。

但愛因斯坦也是個可愛的老頭,時常會帶著可愛的笑容。

2015年是愛因斯坦廣義相對論誕生100周年,

敬以此文紀念永遠的愛因斯坦!

http://blog.sina.com.cn/s/blog_15035a2200102vwm3.html


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