引力的速度真的是光速吗?

大科技奇妙杂志 2024-11-17 01:59:18

量子力学和相对论都认为,引力的速度是光速。引力的速度真的是光速吗?

>>>> 传统观点:引力以光速传播 <<<<

引力虽然无处不在,无时不有,但是有关引力的问题却是科学家们最纠结的问题,至今科学界还不敢说引力的本质到底是什么。有关引力的速度,更是科学家们千方百计回避的问题。课本中这方面的内容只是肯定地告诉学生,引力的速度就是光速!但是任何一位有独立思考能力的学生都会根据已有的现象产生怀疑:引力的速度真的是光速吗?

量子力学认为引力是通过一种没有质量、永远相吸的假想粒子——引力子来传递引力的,引力子的传播速度是光速。广义相对论认为引力是有质量的物体导致时空弯曲的结果,质量的改变或物体位置的改变会以引力波的形式向外辐射,从而把时空弯曲的改变以光速传播开来。而牛顿本人则认为两个物体之间的引力是瞬间传递的,也就是说,引力的速度是无穷大!

到底引力的速度是多少?随着牛顿的理论被爱因斯坦的理论取代,科学界也把引力的速度认定为光速,因为关于速度问题,还有个最大的限制:爱因斯坦说,宇宙中最大的速度就是光速,没有比光速更大的速度了。由此可见,引力的速度也不能超过光速。

无论是根据牛顿的万有引力定律还是爱因斯坦的时空弯曲理论,都不难发现,一个物体的引力大小和方向与太阳光的辐射很相似,太阳发出的光是以球形向四面八方辐射开来的,引力作用也是以球形向四面八方传播的;距离太阳越近,接收到的阳光也就越多,引力也就越大。离太阳远了,阳光和引力也就小了,这一点是科学界都认同的。

但是当牵扯到速度时,引力与光好像就分家了,科学家们的观点也因此分家了。

>>>> 地球迎着光子运动 <<<<

由于光的传播速度是光速,太阳光到达地球需要8.3分钟,因此我们看到的太阳光是太阳在8.3分钟之前发出的,也就是说,我们看到的太阳是8.3分钟之前的太阳,实际上太阳现在已经不在那个位置了,它的实际位置在我们看到的太阳前面22角秒(1角秒是1/3600度)的地方,也就是说,我们的眼睛分别与视觉太阳和实际太阳各连一条线,这两条线是一个以我们为顶点的22角秒的角。

这一点不难理解,这个现象已经被科学家发现了近300年了。

由于太阳不断向外发射着光子,地球也就时刻接受着阳光的击打。而地球在围绕太阳运动,因此,地球是迎着太阳光的击打运动的。光子虽然没有静止质量,但运动的光子对物体还是会产生一种力的作用,这种作用叫光压。太阳产生的光压方向并不是在地球的正侧面,而是在地球的侧前方。就像我们在没有风的雨地里跑,雨是从侧前方打到我们身上一样。太阳光子从侧前方朝地球打来,这就对地球有一个向外和向后的压力,但小小的光子相对于地球来说太渺小了,光压作用几乎可以忽略,因此对地球的运动没有产生什么明显的影响。

但是,围绕着太阳旋转的小尘埃就不一样了,侧前方的光子击打在尘埃上,也是会产生向外和向后的压力,这向后的压力对尘埃的运动就是一种阻力,会导致尘埃的旋转速度越来越慢。而虽然有一个向外的光压,但相对于引力来说就太小了,因此在太阳的引力下,小尘埃就会慢慢地落向太阳。

>>>> 地球迎着引力吗 <<<<

现在我们回过头来说一说引力。

太阳在空间中的位置变动了,那么它发出引力的位置也就变了,这种变化如何传达给地球呢?爱因斯坦认为引力场的变化会通过引力波向外传播,量子理论认为是通过引力子传递给地球。无论是引力子还是引力波,其传播速度都被认为是光速。

如果引力的传播是光速,那么与光子的传播是同样的道理,太阳同时发出的光子和引力波,在8.3分钟以后同时到达地球。但是引力体现的是一种吸引力,与光压方向正好相反。前面已经说了,光压是在地球侧前方阻碍地球向前运动,那么引力就是在地球侧前方拉地球向前运动,就是说,太阳的引力会拉动天体的运动!

但是,引力要远远大于光压,这样说来,那些围绕太阳旋转的尘埃颗粒的速度会越来越快,就会越来越远离太阳!同样,地球也会体现出公转速度越来越快,越来越远离太阳的情况。想像下去,最终太阳系的所有天体都会逐渐远离太阳!同样的道理,宇宙中的所有围绕其它天体旋转的星球也都会相互远离!

但这种情况并没有发生,太阳系现在还是安稳的太阳系,宇宙现在也还是平稳的宇宙。

这说明了什么?这说明了“如果引力的速度是光速”的假设是不成立的!科学家估计,引力的速度至少超过光速1亿倍!

>>>> 引力方向说明了什么 <<<<

也许有人会说,有可能引力的速度就是光速,只是还存在我们不了解的某种因素,这种因素正好能够抵消引力对天体的拉力。

这完全是有可能的,毕竟我们对宇宙的了解还很少。

那么我们就换一种探测方法,既然引力对物体速度的影响有可能被某种因素抵消掉,但引力的方向总不可能被抵消吧,那么我们就可以通过探测地球受到太阳的引力方向来推测引力的传播速度。

与上述光的传播同样道理,如果我们测出地球受到的引力方向是指向视觉太阳的,那么我们就只能说引力的速度与光速相当,如果是指向实际太阳的,那么我们就可以判断引力的速度远远大于光速……

可是如何精准探测地球受到太阳引力的方向呢?物理上,探测物体受力方向一般是测量其加速度方向,而探测加速度方向,可以通过极短时间内物体位置的变动来探测。

而极短时间内地球位置的变动又如何探测呢?极短时间可以测得,但在茫茫太空中地球位置的变动又如何探测呢?太空中可没有一个固定的目标可以让你做参考。于是我们可以想个办法:宇宙中有一种天体叫脉冲星,它的自转极快,自转一圈一般是0.01秒到数秒不等,并且它的两个磁极会喷射两道光束,这两道光束像探照灯一样定时在宇宙空间中扫来扫去,有的脉冲星的光束也会扫射到地球上来。由于同一个脉冲星自转周期是长期不变的,所以通过脉冲星扫过地球的周期变化,我们就可以知道地球在宇宙空间中的位置变化。因为地球位置变动了,脉冲星扫过来的时间间隔就会发生微小的变化,或者增长,或者缩短。就像海边的灯塔一样,船如果顺着灯塔转的方向前进,由于船往前开了一段路,所以灯塔每转一圈,灯光射到船上的时间就要晚一些,长一些;反之,如果迎着灯塔前进,灯光射到船上的时间就要早一些,短一些。根据这个原理,我们就可以计算出不到1秒的时间内地球位置的变动,再进而计算出地球运动的加速度方向。

出乎意料的是,科学家无论采用哪个脉冲星计算,得出的结果都是:地球受到太阳的引力方向是指向实际太阳的!这就等于说,地球与太阳之间的引力传递几乎是瞬间的!

其实天文学家在利用牛顿定律计算星球之间的引力时,不论两个星球之间的距离有多远,都无视引力的速度问题,把引力的传递当成瞬间的。这样做也从来没有出过问题。

>>>> 日食为何总是超前 <<<<

如果还有人怀疑利用脉冲星计算地球受力方向的准确性的话,我们还可以根据一种常见的天文现象来形象地解释。

我们知道,日食是地球、月亮和太阳三者正好在一条直线上的时候,月亮遮住了太阳光而形成的天文现象。但你知道不知道,日食发生时,地球、月亮和太阳实际上并不是在一条直线上,而是比地、月、日实际连成一线的时间提前将近40秒的样子!这是怎么回事呢?

原来由于地球顺着自转方向绕太阳公转,月亮顺着地球自转的方向绕地球公转,所以在地球上看起来,月亮和太阳的运动方向相同。月亮大约29.5天绕地球一圈,在这期间月亮会从地球和太阳之间穿过,有时就会造成日食。日食发生时,从地球上看,就是月亮追上太阳,并把它遮住,然后超过它。虽然月亮距离我们要比太阳近多了,是日地距离的1/400,月亮上的信息传递过来需要1.2秒多一点的时间。如果把这个时间忽略的话,在地球上看日食发生的过程是:月亮沿着太阳运动的方向移动,首先遮住的是8.3分钟以前太阳发出的光,于是日食就发生了,但这时实际太阳早就向前移动了,月亮并没有遮住它。经过大约40秒的时间,月亮就会追上太阳并遮住它,这时,月亮、地球和太阳才真正在一条线上。

现在我们再研究一下日食发生的过程中的引力问题。在日食发生时,地球受到太阳和月亮的引力方向连成一线,它们对地球的潮汐作用会叠加,达到最大。但是,每次发生日食时,我们测量潮汐作用引力最大的时间,并不是日食发生的时间,而是退后大约40秒,与地、月、日实际连成一线的时间几乎同时。如果引力的传播速度是光速,那么地球上潮汐最强的时刻应该会提前40秒才对,但实际情况却不是这样。这说明,光的传播需要时间,而引力的传播却几乎不需要时间!

>>>> 引力如何逃出黑洞 <<<<

还有,黑洞对引力的速度是光速也提出了异议。黑洞是大质量恒星晚年超新星爆炸后形成的,黑洞一形成,极大的引力连光速运动的光子都无法逃出,这是大家都知道的。虽然黑洞让光子都无法逃出,但引力却依然存在,那么引力波或引力子是如何逃出黑洞,影响远处的天体的呢?可能的解释就是:要么引力的速度远超过光速,要么引力的传播不是靠引力波或引力子。

对此,黑洞专家是这样解释的,黑洞周围的引力场在黑洞形成之前的瞬间就冻结了,因此引力场不受黑洞的影响,仍然会对远处的天体产生引力作用。但是,既然黑洞的引力场已经冻结了,如果两个黑洞相互绕转会出现什么情况呢?如果碰撞在一起呢?显然两个黑洞的引力场是不断变化的,一个冻结的引力场如何解释两个黑洞相互绕转的情况呢?

>>>> 引力的本质到底是什么 <<<<

这些问题都说明我们不能强制地给引力赋予光速这么小的速度,这也说明引力的本质很可能是现在的理论都还没有说清的秘密。我刊2011年01期《宇宙其实没引力》曾根据现在科学家的研究对引力的本质进行了深入探讨,认为引力很可能不是一种单独的力,而是其它相互作用的一种表现,例如是物质分子运动的一种体现。如果引力是在物质密布的空间中通过分子之间的影响来起作用的话,那么引力的传递好像是瞬间的就容易理解了,因为分子之间的距离是非常短的,力的传递几乎不需要时间。

也可能引力的传递可以类比电流:感觉上电流的传播几乎是瞬间的,这里一开电闸,远处的灯泡马上就亮了。但实际上并不是电闸这里的电子顺着电线跑到远处的灯泡上把灯泡点亮的,因为单个电子在导线中运动的速度只有每秒几毫米到几米的样子,但是电场的传播是每秒30万千米。电流的传播是电场的传播,电闸一开,电场让电路中的所有电子接到了马上运动的命令,从而线路上马上就有了电流。这里,电场的传播速度与电子的运动速度差了至少上亿倍!

很可能引力子或引力波的运动速度与引力场的传播速度也不同,也相差至少上亿倍,如果引力子或引力波的运动速度是光速,那么引力场的传播速度就是光速的上亿倍!

但是还有一个问题,那就是天体牵动周围物质的运动,也需要超光速才行,这种表现就像我刊2006年01期《幻觉宇宙》描述的那样,宇宙在大范围中很可能就像大块头的生命一样,一举手一投足的几秒内都牵扯多少光年的距离!

如果这样认为,上面的不解之谜就都能解开了。但如果是这样,引力的本质又是什么呢?

>>>> 轻松探测引力波 <<<<

爱因斯坦的广义相对论预言,天体在做变速运动时会发射引力波,比如两颗恒星彼此绕着对方转时,就会以辐射引力波的形式损失能量。因为在广义相对论中,引力被解释成空间的弯曲,所以引力波就是空间本身的波动。但这种波动是非常小的,传播到地球上那就更微乎其微了。这就是我们一直没有直接探测到引力波的原因。

在地球上,倘若要直接探测引力波,需要借助非常精密的仪器。比如建于德国的一架引力波探测器,其精度达到这样的程度,哪怕从地球到太阳这么长的距离之内发生仅相当于一个原子长度的变化,也能探测到。

>>>> 由此可见,探测引力波非借助高科技不可! <<<<

不过,且慢!要直接探测引力波,无疑要借助高科技,那么间接地探测引力波引起的效应呢?其实我们只要拥有一架光学望远镜和一块秒表即可。

美国得克萨斯大学的一位天文学家用手头的这两样东西最近就做到了这一点。他观测的是由一对白矮星组成的双星系统,叫Jo651,其公转周期是12.75秒。他发现,它们现在的公转周期比一年前快了1/4微秒。他把这归因于白矮星辐射引力波,损失了能量,导致距离缩短,速度加快。

你或许会说,我手头的秒表可没法测1/4微秒这么短的时间呀。不要紧,这个微小变化会不断积累,直到可以让你的秒表也能测量。比如,下一次星食(即在我们的视线范围内,两颗白矮星中一颗挡住另一颗)时,星食持续的时间比起假设它们从未辐射引力波,将缩短大约6秒钟。

其实用类似的办法,早在上个世纪60年代,天文学家就已经间接探测到了引力波。不过当时他们观测的是脉冲星,而观测脉冲星需要借助射电望远镜,这可不是我们一般人能做到的。

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评论列表
  • 2024-11-18 19:09

    ⭕️时光倒流是数学当物理的骗术!都是毫无意义的思想实验。8分钟前的太阳光,几十亿年前的遥远星光,地层中几万年前的琥珀苍蝇,以及所谓的超光速观测,。。。只是影响一些意识信息,用光(超音速)观测雷电(来的快),用声音观测雷电(有滞后),都不能改变雷电本身。木啥实质影响。都是为了欺骗。钟摆移动到月球表面变慢了,时间定义还是没变,谁的时光倒流了???❌号称修正GPS原子钟的大笑话: 狭义相对论让星钟变慢,再来个广义相对论让星钟变快,你说这钟倒不倒霉?关键是反复修正还是不行(误差90%)!参见论文“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,如同长度、质量、圆pi数字文字等形而上学概念定义,不猜测任何真实,用于表达真实。观测同一对象100个结果,如何识别它们,时间!!时间是意识记忆序列的标识符,没有记忆就无法观测时间和运动变化。意识记忆有绝对顺序就是绝对时间,观测时刻就是现在,时间流动的感觉就是意识记忆在发生。——⭕️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。

  • 2024-11-18 19:09

    牛顿晚年研究上帝神学,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(终极因的因不可能知道,成了悖论斯坦利用的搞骗技巧),寄托于上帝是一种有效的共识方法。愚蠢的人居然为此贬低嘲笑牛顿,这些能改变牛顿的崇高和伟大吗?………自然绝对诚实有确定性,但自然宿命/决定论有复杂性::意识可以作用于人体(物质),清清楚楚比比皆是,对自然宿命具有广泛的扰动。而且,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)。修建水坝不能改变自然法则,只是重复了一个已有的自然现象。———信任自然(唯物主义)观测归纳(真理)认知自然,有了真理才能有逻辑演绎论证应用推理,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。只能信任自然(科学尽头)———唯物主义的信念!!!将绝对诚实的自然想象成人格化的上帝或神,是一种有主观心理作用的信仰罢了。

  • 2024-11-18 19:10

    ❌数学冒充物理是骗术:::数学是语言推理表达功能的一个特例,是应用广泛的思维推理/演绎工具,不是科学基础学科,是典型的应用基础学科。(广义)物理观测发现新现象,归纳新公理,才是真的基础。……物理学观测自然,物理辩证法归纳公理概念符号文字(唯物主义形而上学),发现了物理公理1+1=2等等,创造了数学。当然,物理/自然哲学是数学的源头,也是形而上学的源头。🍎牛顿定义自然哲学公理作为数学原理//思维演绎因。认知自然依靠观测归纳,从来如此只能如此。数学推理不能观测发现未知,只能应用已有公理。为名利鼓吹数学,数学号称物理(鼓吹2维蚂蚁10维爸爸),虚幻无边,这就是欺师灭祖&蔑视自然!!用一支笔一张纸摇脑袋来认知自然?当然是蔑视不信任自然。跟悖论潘多拉/悖论斯坦是一样的。祸害物理、哲学也祸害了数学,祸害科学祸害子孙祸害国家,都是名利之徒!!!悖论斯坦………一个用数学号称物理,蔑视自然祸害人类的名利骗子,他居然成了科学的时髦???

  • 2024-11-18 19:09

    ⭕️⭕️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?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,没有空间弯曲是道德弯曲!!………质量随相对速度变化很有趣!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,因果关系无穷多/不确定。❌不要搞道德弯曲,绝对空间的非惯性系变化才是真正的航天问题。

  • 2024-11-18 19:10

    ❌解释自然因果是骗术,静电斥力发射是能源之源!!! ………因果是主观思维,没有自然因果(律),前因后果(以知识为因推理论证目的果),是(数学)演绎推理,必须从公理/真理出发,才有意义。🍎牛顿以观察归纳认知自然,定义自然哲学公理作为数学原理/演绎思维因。🍎苏格拉底说,真理是唯一的,因果关系无穷多。只有思维因,没有现象因,现象复杂普遍联系因素无穷多。没有从归纳真理/公理(不变现象)出发,瞎编因果都是骗术。空间弯曲就是一个著名的因果解释自然骗术。………所谓释放核能的原因,光电效应因果,干涉现象因果,双缝干涉延迟实验因果,轨道跃迁因果,宏观微观不同因果,高速低速差异因果,不确定性原理因果解释,祸害了强大微观电磁的深入研究。具有宏观不确定性的电磁力,是万有引力的10^36倍以上,物质本质(带电质量体)的静电斥力发射是可利用能源(光子动能/核能化石能太阳能等)的源头(电斥力发射光子/热量)!!!………现象解释都只是辩证法过程,观测归纳//辩证法//需要同时满足牛顿的三个归纳条件,必要性充分性真实性,这是得到真理(思维演绎因)的唯一方法。………归纳现象发现真理是科学,因果解释现象是有害骗术!

  • 2024-11-18 19:11

    ❌波与场❌都是数学当物理,捉影弄鬼的把戏:::波只是一种粒子宏观时空分布不均匀,水波/声波/沙丘波到处都有,都是质量运动罢了。🍎居然有波粒二象性?以干涉衍射现象否定光是粒子,又去解释粒子干涉衍射,不是笑话是什么?更荒唐在于二象性祸害了认知自然的核心根基//同与不同的确定性。 🍎场是数学虚幻::由源完全确定,不可观测(源力不是场力,源能量不是场能量),物质的场到处飞吗?飞的方向如何确定?………地球场给你引力,你给地球场引力?这也是笑话!!!场的速度是光速,地球速度显然不同,地球场跑了吗???~~~场与波都是捕风捉影的把戏,意义极小,破坏巨大。………伟大的赫兹证明电磁波的实验,激励源都是电火花,感应接受也是电火花,显然是光子动能传播与光电效应,用了电磁波来解释而已。电磁波理论(1865尚未发现电子)只是基于宏观电磁观测的有用的数学方法,牛顿的质量与力才是宏观微观物质世界的唯一根本。带电是物质本质属性,不需要也不可能由变化磁场产生,磁力对电磁粒子做功影响了正负电荷分布而已。❌两朵乌云包括光电效应当然都是电磁理论的谬误,骗子借机祸害经典力学体系何其疯狂?

  • 2024-11-18 19:10

    解释光电效应是个笑话。物理机制根本没有涉及,对光谱特性,对光电子能量分布,对偏振和温度影响等都不能解释。是半知乱解,害大于利(笨蛋好于坏蛋)。发现光电效应是宝贵的金山,本是一条通往微观世界的大道。胡编解释光电效应不是真理,是毒药祸害,掩埋了科学真相阻碍了求知探索!!!………证明光速不变(全称命题)是胡编!光反射驱动光帆恰恰证伪了光速不变。多普勒效应和红移就是相对光速变化。光子进入引力场比如黑洞光速不变??光子穿越太空的引力偏折是光速不变吗???㊙️迈克尔逊-莫雷实验结果的理解::有质量的光子惯性运动,一点也不奇怪。光子对实验装置相对速度基本不变,两路速度差极小,地球重力对光子速度影响太小也测不到,近似为惯性系。

  • 2024-11-18 19:11

    ❌质能方程是一个鬼把戏!!!———能量的具体内涵是动能和势能,是物理公理规定的物理概念。物质质量是其不变的内在本质,能量(动能和势能)都是物质相互作用和相对运动变化的度量(质量不变),是变化现象。能量不是物质的本质,咋能与孤立质量等效???场无质量居然有能量?………数学都是基于物理公理的演绎,超越物理公理的数学能量理解当然是虚幻(1+1=2是自然哲学/物理公理,牛顿定义自然哲学公理作为数学原理)。………🍎🍎物质的本质是带电质量体,物质不灭,电荷守恒,电磁力与万有引力统一于物质的不变本质。能量,力,场,波等宇宙一切自然现象,都是物质相互作用相对运动的变化现象,没必要搞虚幻,搞虚幻是祸害。号称物质是波/波是物质/物质是能量,都是搞骗。质能等效是脱离基本公理的数学虚幻,欺师灭祖&蔑视自然,祸害基本概念和认知方法。———有人知道悖论斯坦的狗屁能量内涵是啥吗???………有趣的是木星象太阳一样自发光,它们的大气也相似。木星是裂变发光还是聚变发光??木星大气中的氦和氢有没有可能是裂变反应释放的???

  • 2024-11-18 19:11

    ❌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???