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牛頓引力理論和愛氏引力的適用范圍和區(qū)別

2018-01-30 12:27 作者:探索之子  | 7條評論 相關(guān)文章 | 我要投稿

導(dǎo)讀:本文摘自獨(dú)立學(xué)者靈遁者物理宇宙科普書籍《變化》。旨在幫助大家了解物理宇宙科普知識。牛頓引力理論和氏引力的適用范圍和區(qū)別。

狹義相對論是建立在狹義相對性原理和光速不變原理之上的,已經(jīng)經(jīng)受過嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)考證,是正確的。而且狹義相對論也可以和量子力學(xué)融合。

所以我們重點(diǎn)來說說廣義相對論。廣義相對論是建立在等效原理和廣義相對性原理之上的,也經(jīng)受了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的考證,尤其是引力波的發(fā)現(xiàn),更是佐證了廣義相對論的正確性。

時(shí)空告訴物質(zhì)怎么運(yùn)動,物質(zhì)告訴時(shí)空怎么彎曲,這樣的話是正確的。但時(shí)空彎曲不是物質(zhì)具有引力的原因,這是我要說的。也就是說偉大的愛因斯坦在對的基礎(chǔ)上,建立了一個對的理論,卻解釋了一個錯誤的事情。用時(shí)空彎曲來解釋引力是錯誤的。

那么你會問了,你認(rèn)為是咋樣的?很明顯廣義相對論是一種引力理論,是描述引力存在方式的一種理論,是說明引力本源的理論,但在解釋的過程中出現(xiàn)了錯誤,也就是理解的方式不同。

假設(shè)這樣一個場景,牛頓和愛因斯坦都活到了2017年,現(xiàn)在就坐在我的旁邊。兩個人如何看待對方的理論,愛因斯坦會說牛頓錯了嗎?牛頓會說愛因斯坦錯了嗎? 很明顯,都會各執(zhí)一詞。( 文章閱讀網(wǎng):www.sanwen.net )

他們沒有活到2017年,可是你活到了2017年。我現(xiàn)在問了,你認(rèn)為牛頓的引力理論正確,還是愛因斯坦的正確。你說牛頓錯了,那么為什么現(xiàn)在的教科書都在講牛頓的引力公式?而且我們也運(yùn)用牛頓引力公式去完成了很多問題??墒侵С謵垡蛩固挂碚摰娜苏f牛頓引力理論解釋不了很多現(xiàn)象。而愛因斯坦理論卻可以解釋,而且數(shù)據(jù)更精確,更完美。

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支持愛因斯坦著名的實(shí)驗(yàn)有水星近日點(diǎn)運(yùn)動,光線在引力場的偏移,光譜線的紅向移動,雷達(dá)回波延遲。

那么我們就矛盾了,我到底該支持誰。其實(shí)對于該問題的思考對于引力理論來說至關(guān)重要。我們來比一下牛頓引力理論和愛因斯坦引力理論。

首先從公式上來看,牛頓的引力公式是通過具體的物質(zhì)實(shí)驗(yàn)得來的。愛因斯坦的引力理論則多是從繁雜的數(shù)學(xué)方式推導(dǎo)而來,其理論公式是一組非線性方程式。

再從適用范圍來說,牛頓引力理論只適用于宏觀物體低速運(yùn)動范圍,愛因斯坦引力理論適用于星際,甚至宇宙尺度下天體高速運(yùn)動等的引力計(jì)算。從牛頓引力公式就可以看出來,計(jì)算涉及的也就是質(zhì)量和距離。而愛因斯坦的公式則更不是這樣。

其實(shí)寫到這里,一個敏感的人大概已經(jīng)知道我要指明的答案了。從牛頓引力理論和愛因斯坦引力理論來對比,我們不難發(fā)現(xiàn)牛頓引力理論就像一條“線”;而愛因斯坦的廣義相對論則像一個“面”,所以它是一個非線性的方程式。

這就是非常清晰和好理解了。再次回到我的引力是慣性的源泉的觀點(diǎn)。在說明這個觀點(diǎn)的時(shí)候,我反復(fù)強(qiáng)調(diào)過一定要注意理解引力場!

這是問題的關(guān)鍵!

牛頓引力理論沒有涉及到場,所以我會把它形容為一條“線”,它是線行的公式。廣義相對論涉及場,所以它的理論就要求了四維時(shí)空,它是一個非線性的方程。這才是我要講的關(guān)鍵。這和我要說明的理論觀點(diǎn)非常一致。

所以愛因斯坦和牛頓引力理論從本質(zhì)上來說,兩者都是引力理論,都是描述引力存在的方式!

所以兩者都沒有錯,適用范圍有別,觀測角度不一樣。用中國的一句詩歌形容就是:“橫看成嶺側(cè)成峰,遠(yuǎn)近高低各不同?!迸nD引力著重看“線”,愛因斯坦著重看“面”,以“面”看“體”。所以從更廣遠(yuǎn)的角度來說,廣義相對論的描述方式更勝一籌,因?yàn)樗睦碚撓到y(tǒng)把“運(yùn)動”考慮進(jìn)去,把場考慮了進(jìn)去,得出了的結(jié)果更精確。這是可以想象的到的。

由此我們再來理解一遍慣性。其實(shí)和引力是一樣的。物質(zhì)具有慣性,和整體引力場是有關(guān)的。所以引力是慣性的源泉! 而具體到我們身邊的物質(zhì),物質(zhì)質(zhì)量大,慣性大;物質(zhì)質(zhì)量小,慣性小。是和具體的物質(zhì)引力表現(xiàn)相吻合的。這點(diǎn)我沒有在前面的章節(jié)中很好的去描述,希望今天的描述,可以讓大家一目了然。

再回到廣義相對論的時(shí)空觀,也就是愛因斯坦的彎曲時(shí)空。其實(shí)愛因斯坦的彎曲時(shí)空一直是飽受爭議的。宇宙天體如此之眾多,時(shí)空是怎么彎曲的? 這種“混亂”不是一般的難以想象!

對于引力場來說更像是一場災(zāi)難。我敢保證,就算愛因斯坦在我的面前,他也無法就此描述清楚。因?yàn)樗臉?gòu)想,對于語言來說是蒼白的!

而且愛因斯坦理論是支持霍金的大爆炸的。我其實(shí)是對此反對的。如果宇宙起源于一個奇點(diǎn),那么所有的理論系統(tǒng)在“奇點(diǎn)”時(shí)期都是失效的。任何東西都是不可想象的! 這本身就不可思議! 這也不符合現(xiàn)在的哲學(xué)體系【以馬列哲學(xué)和道家哲學(xué)為例吧】。

而且在前面章節(jié)中,我還提到過更多維度的理論,大多是從網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)了解的。就我內(nèi)心而言,我是持高度懷疑。五維時(shí)空,六維時(shí)空……更高維度意味著更多“混亂”。我們的大腦是開放的,因?yàn)槲覀儗τ钪娴牧私膺€很少。但這樣的理論在一開始,我們還要非常謹(jǐn)慎!

還有最近網(wǎng)絡(luò)上有一個叫Verlinde的引力理論非常火,說是由Margot Brouwer帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)使用引力透鏡的方法首次檢驗(yàn)了Erik Verlinde提出的引力理論。Brouwer和她的團(tuán)隊(duì)測量了超過3.3萬個星系附近的引力場分布。 結(jié)論是Verlinde的理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合得很好。

但又說Verlinde的理論只適用與孤立、球形、靜態(tài)的系統(tǒng),可宇宙是動態(tài)的復(fù)雜系統(tǒng)。該理論目前還無法解釋很多其他觀測結(jié)果, 所以暗物質(zhì)理論依舊很有競爭力。

因此我對該理論持高度懷疑態(tài)度,他的理論一定不能是孤獨(dú)的,靜態(tài)的系統(tǒng)。所以期待他理論的進(jìn)一步完善和進(jìn)一步被驗(yàn)證。否則就是錯誤的。

我們對引力如此的不了解,那么觀測【引力透鏡觀測星系引力場分布】結(jié)果比廣義相對論大,這并不能證明廣義相對論是錯誤的。因?yàn)槲覀儗σ龅膱龅男再|(zhì)還不清楚。愛因斯坦關(guān)于引力存在方式的描述就目前來說,我認(rèn)為是靠的住的。它是引力存在方式的說明理論,其實(shí)也說明了引力的本源!

真正的引力產(chǎn)生之謎是什么?對于我們來說至關(guān)重要。而引力波的發(fā)現(xiàn)無疑對我們是莫大的鼓勵。在黑暗的宇宙中前行,人類永遠(yuǎn)是摸著石頭過河,真相遠(yuǎn)比我們想象的更遠(yuǎn)。要有耐心!

摘自獨(dú)立學(xué)者靈遁者物理宇宙科普書籍《變化》

首發(fā)散文網(wǎng):http://www.277762.cc/subject/3958369/

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