对相对论时空观的批判和改造(7)

Δν/ν0=gH/c²=2.46x10^-15

　　这就是光谱线“蓝移”的理论值，表示光从塔高H为 射到地球表面，光频率变大。实际观测结果为2.46x10^-15。

　　我们必须注意，虽然新理论的结论与广义相对论一样，但原因却不相同。

　　广义相对论认为， 射线“蓝移” 的原因是：塔高H为 处的引力场比塔底的引力场弱，因而塔高H为 处的钟走得较快，故在塔底接收来自 射线的光谱线频率较大。

　　新理论认为， 射线“蓝移” 的原因是：从塔高H为 处的 射线运动到塔底时,由于其受到的力主要是来自于地球的引力，而该引力对光子做正功，引起光子能量的增加，其相应的频率增大（E=hν）。

　　如果从塔底将 射线射向塔高H为 处,由于其受到的力主要是来自于地球的引力，而该引力对光子做负功，引起光子能量的减少，其相应的频率减少（E=hν），出现“红移”现象。

　　为了关于 射线“蓝移”的正确与否，我们可以做两个实验：

　　（1）在珠慕朗玛峰大约8000米海拔高度，或者1万米高空的飞机上，原地测出（不要从高射向低，也不要从低射向高）以上 射线的频率；

　　（2）在广西的北海银滩原地测出以上 射线的频率。

　　如果在高低两处测出以上 射线的频率满足以下关系式

　　（高处的频率较大）：

             Δν/ν0=gH/c²

　　则说明广义相对论正确，否则错误。

　　3、恒星光线的偏折

　　以遥远恒星光子的运动速度的前进方向为x轴负方向，建立平面坐标系x-o-y,在太阳引力场中，光子的运动速度非常大，运动质量m很小,它的偏角θ非常小, 光子在y轴方向的分运动速度非常小，所以：

　　F1sinθ+ F2=may=m(dvy/dt)

　　F1=（GMm/r²），

　　F2=（GMmv²/r²c²），对于光子，v=c，F2=（GMm/r²）

　　F1与F2大小相等，但方向不同。

　　光子在x轴方向的速度可以认为不变，为c≈dx/dt

　　sinθdx=rdθ, sinθ=R/r（R为太阳半径，r为光子与太阳中心的距离），在t时刻，光子运动速度与x轴负方向的夹角为dθ,当光子从+∞远处运动到-∞远处时（θ从而到π），光子的总偏角为：

　　θ=(GM/Rc²)∫（sinθ+1）dθ

　　=(2+π)GM/Rc²=2.2"

　　1919年5月,两组科学观测队分别进行第一次实际观测到, 恒星光线擦过太阳边缘到达地球的“总偏角”为1.98"+0.30 和1.61+0.12"。在各次日蚀中，至今已对400多颗恒星作了这种测量，观测数据的范围是从1.57" 到2.37"，平均值是1.89"。

　　4、水星的“附加进动”

　　水星是离太阳最近的行星，它受太阳的引力场影响最大。实际观测表明，水星近日点的进动角为5600.73"/百年,其中,根据牛顿理论得出的进动角为5557.62"/百年(5025"来源于天文坐标系的旋转,占89.7%；约532"来源于其他行星的引力摄动，占9.5%，)。用牛顿理论，无法解释多余的进动角(附加进动)43.11"/百年(占0.8%)。

　　在太阳引力作用下，质量为m的水星作椭圆运动（当分析附加力的方向时，可认为水星作圆周运动，附加力近似指向圆心），F≈（GMm/r²）[1+（v²/c²）]，

　　取单位制c=1，引力势为：V=（GM/r）[1+v²]

　　水星轨道方为：                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             

　　(1/2)(dr/dt)²=E+(L²/2r²)+(GM/r)+（GMv²/r）

　　E为总能量， L=rv为单位质量的角动量。

　　利用(dψ/dt)=L/r²把上式化为r对ψ的微分方程：

 [d²(1/r)/d²ψ] +(1/r)=(GM/L²)+(3GM/r²)

令u= GM/r,则得到轨道方程：

(d²u/d²ψ)+u=(GM/L)²+(3u²)……(13)

u =(GM/L)²[1+ecosψ+keψsinψ]

≈(GM/L)²{1+ecos[(1-3(GM/L)² ]ψ}

　　该轨道的近日点将发生进动，近日点进动的标志是:

[1-3(GM/L)²]ψ=2nπ（n=0,1,2,3……）,

ψ=2nπ/[(1-3(GM/L)²) ]≈2nπ[ (1+3(GM/L)²) ]

两个相邻的近日点方位角之差为：

Δψ=6π(GM/L)²)

代入水星数据，水星100年的“附加进动角”为:

ΔΦ=43(")

实际观测结果为：ΔΦ=43.11" ,

　　对于太阳系内的行星，都可认为作圆周运动，受到太阳的引力为：

F=（GMm/r²）[1+（v²/c²）]

其中， m=m0/[1-（v²/c²）]^1/2

将下式展开，1/[1-（v²/c²）]^1/2

F=（GMm0/r²）{[1+（3v²/2c²）]+（7v⁴/8c⁴）+……}。

　　当行星的公转速度v＜＜c,二阶及其以上的小量被忽略时， F≈（GMm0/r²），新理论还原为经典力学的引力。

　　5、μ子和孪生子寿命

　　实验表明，μ子静止时的平均寿命为2.197X10^-6秒，如果使μ子在磁场中作高速圆周运动，发现其平均寿命变为26.69X10^-6秒, 寿命延缓了12倍多，与狭义相对论的理论值相符。以上分析问题是以地球为参考系的。

　　如果以固定在磁场中作高速圆周运动的物体作参考系，观测者看到，静止在地面上的μ子也是作高速圆周运动的，这样，静止在地面上的μ子平均寿命变为26.69X10^-6秒, 寿命延缓了12倍多。

　　从表面看，以上两种结果似乎是矛盾的，实际上并不是如此。因为狭义相对论讨论问题被限制在惯性参考系范围之内，而速度只具有相对意义，但物体运动的加速度却有绝对的意义。当我们选择地球为近似惯性参考系的时候

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