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2.38 如何一步推翻相对论

已有 100 次阅读2021-1-21 12:25 |系统分类:科技教育| 相对论 分享到微信

2.38  如何一步推翻相对论

侯工

有个网友提出5步推翻相对论。他企图通过5步否定光速不变,从而推翻相对论。其实,他的思路是错误的,因为光速确实是不变的。光速是宇宙球面的径向速度在球面上的反映。由于径向速度不变,所以光速不变。再说,我们与光速同步,因而可以看到光。如果光速可变,我们就看不到光了。

现在不少人在反相,但是思路不对,再反一万年也无济于事。

实际上,只要一步就可以推翻相对论了。

相对论的错误不在光速不变,而在于洛仑兹变换。正是因为光速不变,才显出洛仑兹变换的错误。

下面且看洛仑兹变换错在哪里:

在相对论里,爱因斯坦引用洛仑兹变换来推导出钟慢、尺缩、质能转换和质量变化的结论,一直以来被科学界人士崇拜得五体投地。殊不知,洛仑兹变换隐含着致命谬误。

先看洛伦兹变换的推导过程:

图1:你站在黑色坐标系原点,一列以速度v前进的火车(蓝色坐标系)在经过你的时候突然向前进方向发出了一个闪光,经过了时间t,它照到了位于x轴上的某个石头(图中的蓝柱)上。因为光的速度和光源的速度无关,恒定为c,那这个石头的位置

x=ct (1)

从闪光到光照到石头上这段时间t火车向前运动了vt,因此在地面参考系的你看来,此时火车到石头的距离是

x - vt (2)

(下图红色段所示)

图1:从地面上观察,当光照到石头上一瞬间的状态

火车上的人会怎么看这个问题呢?

图2::从车上看这个现象,石头在向自己移动,经过时间t’闪光照在了石头上,他认为这个光源在他的时空中激起了一个涟漪(不再是地面那个时空), 经过时间t',它也照到了同一块石头上。照上去时,石头位于相对于自己

x'=ct' (3)处

图2:火车上观察,光照到石头上一瞬间的状态

比较火车到石头的距离:

考虑闪光刚刚照到石头时,从地面上看,火车到石头的距离是

x - vt

从火车上看是x'或者说ct'。如果这两个时空的度量相同,我们一定能得

x' = x - vt (4)

而且彼此测的时间相同 t = t'; 代入 x'=ct'=ct, x =ct, 会得到

ct = ct -vt (5)

即 vt = 0,这显然不对,因为无论时间t还是速度v都一定不为0。

那怎么回事呢?因为这两个时空的度量不同,在这两个参考系下观察火车到石头的距离差了一个线性的缩放系数γ,即:

(6)

同样地,空间还应该是对称的,从火车上反过来看地面:

  

(7)

整理公式,推导结论:

就是这么一个时空度量不同的假设,就可以得出兼容光速不变原理的相对论变换了(洛伦兹变换)。

我们把上面的到的式子稍微整理一下:

(8)

(9)

提示:推导时需要注意的是,(9)的x,x' 对于坐标系中任意一个点都成立,而(8)是我们讨论的这束闪光的特殊情况。

把(9)左右两边乘起来,并代入特殊值(8):

(10)

得到空间缩放系数γ的值:

(11)

将γ的值代回(9)就得到洛伦兹变换的一个结果了:

(12)

同时得到逆变换:

(13)

对于y 和z方向没有相对运动,我们可以放心地写出:

(14)

对于时间t的变换,我们希望得到一个t' 无关 x' ,而仅关于t和x的函数,于是我们首先将(8)中上面一个式子代入下面一个式子:

(15)

然后不断化简,代入γ,解出t':

(16)

用类似的思路可以求出逆变换:

(17)

到此,洛伦兹变换我们就全部推导出来了,正变换:

(18)

逆变换:

(19)

洛伦兹变换是最基础的时空坐标变换公式,代入一些特殊值进去就可以得到尺缩、钟慢等等关于这个世界不可思议的神奇的现象。

——以上是不是令人眼花缭乱?

实际以上是爱因斯坦带着你钻迷宫,结果他自己也找不着北了。

相对论的前提是光速不变公设,但是,爱因斯坦不知道光速为什么不变,只知道光的速度和光源的速度无关,但又不真正理解光的速度和光源的速度无关。“光的速度和光源的速度无关”,是指光速不是一般的相对速度,是不能与一般速度混合运算的。如果真正理解,就不会在洛仑兹变换的推导时,将光速c与光源(火车)的速度v进行混合运算,例如:

ct = ct -vt (5)

上式就是个伪命题:c是光速,v是一般相对速度,两者不可能出现在同一个算式中。同样错误的还有(10)、(11)、(12)、(13)、(16)、(17)、(18)、(19)。

在(5)中,因为将光速混同于普通速度,实际上否定了光速不变的公设,光速也成为可变的普通速度了,因此才有vt=0的谬误出现。这时,爱因斯坦不是从光速不变这个坚定不移的公设出发,而是错误地引入一个空间缩放系数γ。他错误地认为这两个时空的度量不同,企图改变时间来迁就光速不变,实际上是削足适履,贻笑大方。

回看图1,火车到石头的距离用的是普通速度来运算:x-vt,而在图2,火车到石头的距离用的是光速来运算:x'=ct',然后将两种运算混合起来,这就是鱼目混珠了。

其实,无论地面上还是火车上,光都是从原点发出的,由于光速不变,两者观察到光到达石头的时间都是相同的,所以火车到石头的距离始终是ct-vt(这里不是推导)。

时间和空间的统一是宇宙统一的标志。如果存在相对时空,那么就破坏了宇宙的统一性。如果速度可以改变时间,那么万物就不可能同时存在,如果速度可以改变空间,那么万物就会不断变形。如果物体的速度达到光速,其质量就变得无穷大——与事实不符,实际上,最小粒子的速度已经达到光速,但是它的质量等于0;放射线粒子接近光速,质量也没有增大。由此可见,相对论是非常荒谬的。

以上通过剖析洛仑兹变换,一步就可以推翻相对论了。










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