驴速不变相对论

迈克尔逊一莫雷实验得到光速不变，爱因斯坦依次创立狭义相对论。雷同的实验：驴速不变实验。采用爱因斯坦雷同思路，建立驴速不变相对论。     

融入迈克尔逊-莫雷实验目的的Sagnac效应理想实验

长期以来,光速不变假设被认为得到了迈克尔逊-莫雷实验等的广泛支持,Sagnac效应尤其是推广的Sagnac效应出现后,有人认为是对光速不变假设的否定。但Sagnac效应涉及到非惯性系,能否动摇惯性系中的光速不变假设,出现巨大争议。本文设计了一个理想实验方案,将Sagnac效应与迈克尔逊-莫雷实验目的有机融合。对此实验,相对论将难于预见和解释。该实验有助于打破争论僵局,促进人们对光速问题再认识,挑战相对论。     

关于光速不变性的实验基础的一点讨论

从实验角度看,光速不变性应从下列几个方面加以检验:1.光速与惯性参考系的选择无关;2.光速与光源运动状态无关;3.光速与传播距离(或传播时间)无关。第一种意义下的不变性有较多的实验基础,从经典的迈克尔逊—莫雷实验以来,不断有人进行新的实验验证。例如,Jaseja等采用氦氖气体激光光源所做的实验,其基本原理和迈克尔逊—莫雷实驗类似,但精度提高了两个数量级。Champeney等应用穆斯保尔效应,精度又提高一个数量级,实验表明,相对于地球参考系来说,光速的各向异性最多不超过5米/秒。     

使自由空间中光速变慢的研究进展

1905年Einstein发表了著名的狭义相对论( SR)文章,其中说光在真空中总以不变的速度传播。然而这个光速不变性原理一直缺乏可靠的实验证明,近年来的一些研究成果倒像是证伪了这一原理。例如,美国Maryland大学的物理学家James Franson于2014年6月发表论文引起物理界的广泛关注,文章宣称已可证明光速比过去所认为的值要慢。他的论据来源于对1987年超新星SN1987A的观测,当时在地球上检测到由爆发而来的光子和中微子,而光子比中微子晚到4.7h,过去对此现象人们只作了模糊的解释。 Franson认为这可能是由光子的真空极化造成的———光子分开为一个正电子和一个电子,在很短时间内又重组为光子。在引力势作用下,重组时粒子能量有微小改变,使速度变慢。粒子在飞经168000光年的过程中(从SN1987A到地球),这种不断发生的分合将造成光子晚到4.7h。另一个例子是,2015年1月英国Glasgow大学的Padgett研究组做到了使光的运行比真空中光速( c)要慢。他们使光子经过一个专用的散射结构物,波形被改变,从而速度变慢。令人惊奇的是,光子出来后(即回到自由空间)仍以减慢了的速度行进。Franson理论和Padgett小组实验损坏了真空中光速的恒值性,使c成为“不恒定的常数”,或“不常的常数”。这种情况妨害了SR理论及现行米定义的理论基础。另外,本文比较了1993年的SKC实验和2015年的空间结构化光子实验,前者以量子隧穿和消失波为基础,后者则改变光束的横向空间结构。二者都使用相关光子对,结果都显示光子群速的变化。如今或许可以终结关于光速不变原理的讨论。……在现代物理学中波粒二象性仍是难题,但新近研究对此有新的理解,与互补原理不同;故更宜于用波理论解释粒子实验。在Padgett小组实验中,无论Bessel波束或Gauss波束光子群速均减小,表现为在1m的实验距离上迟到若干微米。……最后,本文指出近年来的光速研究为波科学带来丰富体验,为理论思维造成新机会。     

与工科生谈谈怎样认识"狭义相对论"

大学工科<普通物理学>"狭义相对论基础"这一章,是近代物理学这部分知识的重点和难点.根据多年的教学经验,对迈克尔逊-莫雷实验进行了进一步的阐述,为使学生对光速不变原理有更深理解;对时间延缓效应公式△t=τ/√1-(v/c)2进行了讨论,引导学生从实验的角度认识到时间延缓的客观性,从而牢固树立起狭义相对论的时空观;最后,从动力学方面进一步对牛顿运动定律与狭义相对论进行了比较,以帮助学生更全面地认识狭义相对论.     

超光速宇宙航行的可能性

Newton力学认为在宇宙中速度没有上限,而Einstein的狭义相对论(SR)却规定了上限.按照SR,高于光速的速度没有存在的可能.对带电粒子的加速表明,接近光速时质量增加很大,为了小的增速需输入很多能量.故在美国Stanford直线加速器中电子速度只能达到0.9999999c.但这仅为用电磁方法对带电粒子加速的情形.理论和实验均已证明,可以设法驱动不带电的光子,使它以超光速运动.自然界有4种基本的物理作用,在电磁作用(光作用)之外还有3种.故不能说光速c是宇宙中的速度上限.例如,"引力以光速传播"的假定就是错误的,美国天文学家已指出引力传播速度可大于2×10100c,即达6×1015 km/s以上.如果不用化学燃料推进火箭,亦摆脱电磁原理,而是以引力原理设计推进系统,人类有可能以极高速度航行,有望乘飞船到达宇宙中的任何地方.在对1962～2008年间的超光速研究作审视后,我们认为超光速是一种可实现的科学陈述.例如,物理学家建议改变邻近飞船处的空间特性以实现超光速航行.目前的地外文明探索的突出成果之一是发现了太阳系外行星Gliese-581c.它与地球相似而成为宜居星球,但距地球20.5光年(1.89×1014 km)之远.用束芯反物质火箭到该处需40年,用超空间引擎只需几秒.我们可以想象前往别的太阳系,但必须有概念新颖的火箭才能到达该处.     

电子和正电子的物质湮灭转化为虚物质粒子的研究

提出了低于光速的正物质(三维空间物质)具有正引力场能,外在表现为放热(或有热辐射),有正引力场(有向心力、正引力).等于光速的0(零)物质有0(零)引力场,也论证了超光速的虚物质(四维空间物质、暗物质)具有负引力场能,外在表现为吸热,具有反引力场(排斥力),超光速的虚物质(四维空间物质、暗物质)因为具有负引力场能,结果导致了宇称不对称现象.论证了电子和正电子的物质湮灭转化为超光速的虚物质(虚光子),并推导出了虚光子γ的质量为5.006×10-41 g.也推导出了超光速虚光子γ的薛定谔方程,并且论证了高能量场虚光子γ的能量E2是有8个能量相位(太极八卦相位)的.     

相对性原理_罗_人七_兹变换与不变速度

在相对论前,罗仑兹变换是一个理论,用于解释迈克尔逊、莫莱实验的否定的结果——光速不随惯性系的转换而改变.相对论建立以后,情形反过来,光速不变的实验事实成为导出罗仑兹变换的依据.爱因斯坦的功绩在于,从时空理论的高度着眼,推广伽利略力学相对性原理到包括电磁现象,把光速不变和相对性原理结合起来.可是,它们之间的关系究竟怎样,很少认真考查过.下面的讨论结果表明:仅仅是运动学的相对性原理,加上时空的均匀性、空间的各向同性,就足以导出罗仑兹变换或者伽利略变换,二者必居其一.而在前一场合,有限的、不变速度的存在为必然结论.迈克尔逊、莫莱实验可以看作是一种判定性实验,判定我们的时、空连续体属于罗仑兹变换而不属伽利略变换;同时,证验光速即不变速度.     

对迈克尔逊-莫雷实验的思考

通过对比和分析,讨论了迈克尔逊-莫雷实验测量地球相对绝对静止参考系的相对运动时的条纹移动问题,认为测量过程中旋转90°后的光强是不变化的,因此它不能测出相对运动速度。要测相对运动速度,可对测量方法做一个改进。     

超光速研究的理论根据

一、“超光速”是人类合理的希望和追求的目标人类对速度的关注由来已久。光子的运行速度是c=299792458m/s;狭义相对论(SR)认为 ,超过光速(即V>c)是不可能的。这被称为“光速极限”(limitoflightspeed) ,也叫“光障”(lightbarrier),被认为是物理学的基本法则之一。地球大约是距今45亿年前形成的 ,而最古老的生物大约产生于38亿年前。众所周知 ,地球上人类的过度繁衍已造成了严重的问题 ,从现在起再过大约70～80年 ,地球上的拥挤以及生存条件的恶劣即可能达到极限。因而 ,科学家们早就设想过“必须向外太空移民”。况且 ,展望遥远的将来 ,…     

量子力学的公理化

我们提出的量子力学唯一公理是：普朗克能量等于爱因斯坦能量：h·v=E=m·c2用纯文字来表达就是：频率与能量等价——因为大自然并不理会单位制的选择。广义相对论并没有把选用何种数学工具列入公理,本文也然。公理化方案的优点是：既然公理是可信和可理解的,那么公理的一切推论也都是可信和可理解的,最终的判决是实验。大道至简。我们遵守“奥卡姆剃刀”原则。在量子力学的语境中每一个物理量都必须而且能够重新定义,即使仍然使用同样的词。量子化替换是公理化的推论。历来的讲法是：量子力学的数学基础是Hilbert空间理论。而我们认为量子力学的数学基础是Hilbert空间的群表示论。区别在于,实验物理学家生活在4度时空,而群表示论是4度时空与Hilbert空间之间的桥梁。     

光电效应与康普顿效应的异同

光电效应和康普顿效应是光的粒子性最好证明。在两种现象中都包含了光子和运动速度远小于光速的电子的相互作用。光子能量和电子所受束缚能量相差不大时,主要是出现光电效应;光子能量大大超过电子所受的束缚能量时,主要出现的是康普顿效应。     

光 的 本 性

文献［１］提出每一个光量子hf都由个数不同的N（λ）个单光子组成的假设,并在已公布的氢光谱的数 据中找出和不同hf的光量子相对应的N（λ）值和单光子的质量。文章报告了进一步发现光量子hf的波长与N（λ） 的乘积在某些特定条件下是一个不变量ζ＝N（λ）λ［２］这一特征现象,从而破解了波粒二象性近百年之迷端：所 谓光量子的波长不过是相邻两个单光子的间距,而频率f则是在单位时间内通过空间坐标某处单光子的个数, 并用单光子的数形结构导出所有惯性系中光速c＝λf都是不变的结论。狭义相对论的光速不变原理,不再是一 个     

θ—时空论

本文根据时空均匀性、各向同性及相关性的要求,直接证明了爱因斯坦的光速不变假定的合理性;同时指出光速并非一切时空中物质运动可能速度的上限;导出了比爱因斯坦更具有普遍意义的坐标系变换关系及能量动量关系。预言了负能量存在的可能,同时指出了空间“膨胀”、“消失”,时间终止、倒流的可能。在θ=O 时,该理论与爱因斯坦狭义相对论完全一致。     

迈克尔逊实验未能证明光速不变原理

迈克尔逊的实验结果只能证明以太不存在,但却不能作为光速不变原理的证明。因为以太的存在与光速不变原理之间并不存在非此即彼的逻辑关系。因其只排除了以太对实验结果的影响,对于其他影响因素并没有涉及到。特别是没有考虑到引力的影响,而我认为引力是光传播的介质。引力透镜和引力红移都表现出了引力作为光传播的介质的物理特性。而且引力作为光传播的介质是符合实验的结果的。2电磁感应中电流的产生是由于导体中的自由电荷切割碰感应线时产生的洛伦滋力所产生的。     

塞曼效应中光的波粒二象性

引言 光具有波粒二象性,这是已为人们所知的事实。在光的干涉、衍射实验中充分地证明了它的波动性,而光的偏振则又进一步地证明了光是一种横波。至于光的粒子性,则由著名的光电效应和康普顿效应给予了证明,由前者可知,光子能量ε=hv,后者进而可知光子具有动量,其值为P=h/λ。能量和动量是实物粒子的特征物理量。 然而,上述都只单独地证明了光的某一个特性,波或者粒子。虽然光子的能量和动量的表达式把波的特征量(频率和波长)联系起来,但毕竟只体现了光的粒子性一面,在塞曼效应实验中,通过分析可看出,对光的这两种特性都可同时获得解释。     

V=C＊Z／（1＋Z）揭开光速之谜

现行理论认为：光速（C）就是光在真空中的速Ⅲ;光与声在多普勒效应中表现完全相同[2]。认为不管光源与检测者在空间如何快速运动,测得速度都完全相同[3]（这是两个混淆）。本文宗旨：探索光运动特征及确立光速C的数值参考系,揭“红移”奥秘,推导与哈勃定律相吻合的天体退行速（V）公式。光是从运动的源内以“电荷加速度”形式直接发射出的,C的数值是由“加速度”决定的,光速就是光在泺速基础上的速,不能错成是在“虚无空间”的速。按“相对”原理,光速,只指光在源的电磁场中的速度。因为每个星系的光都视自已的源是“静止在宇宙正中”,所以光也就永远以源为C数值参考系以C速扩散开来,形成对称的大光球。因为无限扩大的“大光球”（场）与源是不可分割并同步运动的[4],所以光在空间速度就得叠加于源速之上,光也就在毫无感觉的情况下延续了源的惯性速度,这是光极其重要的运动特性。所以在传播中各向波长和离源速度都不因源的运动和星系分散而改变。因为星系都在匀速分散,所以,相对地球不同退行速天体光不以相同速从地球空间通过（通过速度=C—V）,银河系的光也不以相同速穿越沿途千万重相互分散的星系,穿越速度必随距离递增而递减,显示“红移量”逐渐上升,直至“光子倒流”。     

波粒二象性理论与波速问题探讨

速度是宏观的概念;在量子力学中速度表示什么,本来无法回答。在半经典理论中,为重新定义速度,可取v→=▽S/m[m是粒子质量,S满足ψ=Aexp(j S/h)]。这样虽建立了速度与波函数的联系,却不是波科学中必需而有用的波速概念。真空中光速c是一个普遍性基本物理常数,量子力学显然也需要这个参数,亦即新波动力学需要这个物理量。从人类实践过程和结果看,科学家若企图确定c的最精确值,必须依靠标量方程c=fλ这样的标量描述才能实现。现代物理学认为波速度(相速vp、群速vg)是标量而非矢量。波动具有独特的科学性质,其规律与经典力学不同,它需要量子力学支持,又不等同于严格的量子力学。目前尚无单独一个理论能完美解释波科学问题,处在经典物理和量子物理并用的局面。电磁场的量子化过程为光的波粒二象性提供了基本的数学诠释,即连续展布于空间的电磁场在量子化后得到光子。尽管如此,"光子是什么"的难题仍困扰着科学家。通常认为电子的物质波是几率波,光子的波动是电磁波而非几率波。但在分析处理双光子纠缠时又在使用几率波理念,这样光子的波是什么仍未解决。另外,电子几率波与Schrdinger方程对应,但有一种观点认为光子几率波尚无可对应的波方程。另一方面,物质波相速的物理意义并不清晰;而de Broglie波的相速是超光速的,对此还需要更多的说明。类似的许多例子表明,波粒二象性仍是现代物理学中的一个待解之谜。最后,近年来对负波速(NWV)的研究既使波科学更加丰富,也为发展理论思维提供了新的契机。     

引力场能量公式的推导研究

提出了低于光速的物质为正物质、等于光速的物质为0(零)物质、超光速的物质为虚物质的概念,这些物质概念是建立新引力场理论的基础。并论证低于光速的正物质(三维空间物质)具有正引力场能,外在表现为放热(或有热辐射),有正引力场(有向心力、正引力)。等于光速的0(零)物质有0(零)引力场,也论证了超光速的虚物质(四维空间物质、暗物质)具有负引力场能,外在表现为吸热,具有反引力场(排斥力),超光速的虚物质(四维空间物质、暗物质)因为具有负引力场能,结果导致了宇称不对称现象。推导出了静态物质的引力场能量公式φ_v=KMC~3(K=1),并算出引力场运动的速度为8.988×10~(16) m/s,它是宇宙中物质运动的速度上限。     

用玻尔原子模型轨道能量与光子能量比解精细结构常数

用玻尔原子模型轨道能量与光子能量比的方式,对精细结构常数值的求解作了论证;对以玻尔原子模型轨道速度V与光速c比的精细结构常数值求解,与玻尔原子模型轨道能量与光子能量比的同值性作了分析;并论证了由速度比定义的精细结构常数,是一般式玻尔原子模型轨道能量与光子能量比的特解。