03.07 科學新啟示,根據愛因斯坦的彎曲時空觀點,光在宇宙中走曲線,用真空光速來計算光年準嗎?為什麼?

7445079911642鄭越元



用戶109550252793


你好,很榮幸能夠回答你這個問題,用真空來中的光速來計算光年準不準?槓哥就用自己對廣義相對論粗糙的理解說說看法吧。

(1)利用光速測距離真的準

提出這個問題前大家有沒有想過時間和長度的定義,而時間和長度我們需要的是初始位置才能確認,要用初始位置我們用什麼來測量才是最不受其他外界因素的影響?用直尺?單擺?這些都會受外界溫度、力什麼的嚴重影響,而宇宙中就有一個現成的不變的東西——光速。因此我們就可以利用光速去測量長度和時間,這個測出來的距離是最最準的。

(時空扭曲圖,僅供一般理解,圖片來自網絡)

槓哥在這裡立字據為誓,在將來數學上會利用光來對直線、時間、和長度這幾個物理定義和基本物理量進行定義,直線:光在同種介質中行走的路線,但不分方向。某時長:就是光走完某一段距離所用的時間。某長度:光經歷某固定時間段的刻度。從這裡我們也可以看出時間和長度是相互影響的,也就是說時空是一個整體,無法剝離的。

(紫色的是直線,只是環境讓他看上去似乎彎曲了)

利用等效性原理我們通過剛性大轉盤說明引力會造成時空扭曲。那麼我們也可以通過等效性原理去理解彎曲的是扭曲空間四周的環境,光始終保持直線。光速不變的基礎確定了光是宇宙中的基本尺度,我們應該這樣理解,我們觀測到的光速永遠是光速,光的傳播永遠是直線,彎曲的不是光,僅僅是時空的扭曲,我們觀察起來認為是光彎曲了。

其實光才是宇宙中的座標軸,應該把宇宙其他物體放到光這個座標軸裡。因為人們上千年的感知先利用周邊環境建立了三維座標,認為三維座標是剛性的不會變的,因此明明是我們一直認為的三維“剛性座標”在變卻認為是光變了。


小槓瞎扯淡


準與不準首先要看是什麼標註。

就像我們用米尺測量房屋的大小,我們不會認為不準的,但是你要用米尺來測量機加工的精密尺寸,相信沒有人會認為準。

而在宇宙的尺度上,我們使用最多的是光年和比光年更大的尺寸秒差距,秒差距這裡不多說了,我們只討論光年。實際上光年是個很精準的尺度,只是我們平常說的都是近似值,準確的光年距離應該是光速299792458米乘以365.25天,得出的數值是9,460,730,472,580,800米,這是一個精確到米的長度單位,所以說是非常精準的。

但是,對於大尺度的宇宙來說,真的沒必要做到這麼準的尺寸,所以我們一般認為1光年約為10萬億千米。

題目中提到空間的彎曲對距離的影響,其實是想多了,真的沒有什麼影響,或者說這種影響是可以忽略的。

第一,對於普通的恆星來說,比如太陽,其對空間造成的彎曲是非常小的,只有在其附近的空間才可以觀測出來,稍遠的位置,空間的彎曲就非常小了。

第二,宇宙間是非常空曠的,天體之間的距離非常遙遠,所以光線的傳播除了在大質量天體附近會造成彎曲,大部分的空間中還是接近平坦的。

第三,物質包括光線本身就在空間之中,不是脫離空間的存在,即便空間彎曲,那也是從更高的層面看的,對於空間之內,是不受影響的。也就是說,即便我們與另外一個恆星之間的空間是彎曲的,但我們測量出的結果就是實際的距離。

打個比方,在紙面上畫兩個點,其間距離是固定的,無論我們將紙怎麼彎曲,這兩個點的距離還是不變的。


寒蕭99


相對論,弱肉強食,人與人打架,誰力大就能拽住誰,地球原來在太空也是直線飛行的呢?為何挨太陽拉住作公轉運動了,假如當初拉不住只拉近作弧度凹靠近一下太陽後,還是掙脫跑掉了,那麼凹下那段弧度就不是叫地球運動是彎曲的了嗎,

光在運動中有能量,它在飛行要串過不少天體即會碰到不同的引力,有的什致像老豬碰到高老莊同居啦,彎曲是引力與光速能力互相作用現象。光速不變也是愚弄我們的,設飛機千公里/時,我用除法得出一飛秒1OCm,也說飛機速度不變且是常數,你去否定吧。如果光速以百億年不以秒算,你又敢說不變?


霜葉9975


光在宇宙中走曲線。是什麼曲線,是測地線。是何種測地線?現在為止,還沒有找出這條測地線之形狀與方程。如何計算得出光源點與觀測點之距離?

原先,是在假設光沿歐氏空間內之直線傳播的條件下得出的結論。現在還能用嗎?也就是說,紅移測時間,紅移測距離,還適用原來的公式嗎?從邏輯學來判斷,有可能成立,也需從新證明。有這樣的證明嗎?

距離愈大,萬有引力公式之計算結果,誤差就愈大,需要更多的暗物質來“平衡”。從這一結論來看。紅移測距公式需要修改。是一個合乎邏輯的結果。

當光彎曲之後,光源點與觀測點之間,存存在歐氏直線距離嗎?如果存在,測三維宇宙還是一個歐氏空間。如果不存在,如何描述宇宙間,各星球之位置?不能描述相對位置了。還能使用萬有引力公式計算引力嗎?宇宙內各星球相對位置,一遍模糊了。所有計算得出之結果一點意義也沒有了。

以上這些基礎矛盾。不解決,還有多大的可信度?


西大數53屈


這個擔心有點道理,只不過,現有的、存在的時空,被物質影響總是呈現出彎曲的形狀,不管準不準,光年已經是一個表述距離的標準單位,還有一個常見的例子是我們常在的地球表面,常有地平線、海平面的說法,可是地球表面是個平面的嗎?既然不是平面,為什麼又把它當成平面看待?


Chinsong


宇宙中的客觀存在就是物質,在時空中形成各種拓撲結構形式,運動著、相互作用著、互相傳遞著信息聯繫著。物質就是在時空中運動,變換在信息空間中的客觀存在。所以說,客觀存在就兩種形式:一種是實體物質,由費米子等實物粒子組成的物質形式;另一種就是傳遞信息的信使,由光子等玻色子組成的、負責傳遞信息的“能量子”。

光是無靜質量的玻色子,就是輻射能的能量子,負責傳信息的信使。光目前看就是一種高頻電磁波形式,是電流環生成磁環,磁環又感應出電流環,這樣兩種纖維叢拓撲,互相垂直嵌套形成的“複合”拓撲形式。光在時空中傳播不需要實物粒子形成的介質。它只受制於時空的拓撲屬性。它要形成一個完備、自洽、滿足狀態信息守恆的拓撲子集,以此形成了信息空間上的變換(運動)。

光在時空中的運動就是信息空間上的拓撲變換過程,由一個完備、自洽、守恆的拓撲子集,變換成另一個拓撲子集,必須是完備、自洽、守恆要求下的、光子拓撲子集形式的變換(運動)。光根本就不談直線與曲線傳播問題,它是時空上的拓撲變換過程,按時空拓撲屬性下的拓撲變換,在黎曼空間上,也可稱為一個微分流形,或叫纖維叢流形。不談直線與曲線的運動;與費米子實體運動,不是一回事。


譚宏21


愛因斯坦是一個數學水平比較高的學者,他的狹義相對論和廣義相對論的來源於其數學思維,因此他的計算方法是有說服力的,學數學的人都知道,直線乃是曲線的一種形式,在求極限時,曲線也可以看成直線,我猜你可能沒有注意這個問題,故對你再次提問予以應答。


大偉140797056


我覺得可以類比一下。

將空間看成彎曲的道路,將光看成勻速行駛的汽車。那麼以汽車的速度來測量道路的長度是完全可以的啊,道路的彎曲影響不了勻速的汽車的。

同樣的,真空中的光速也是扭曲空間中光的速度,用來測定光年這個距離也是沒問題的。

謝謝!


雜學道人


愛因斯坦都是理論,我初中物理水平。😒如果想要知道,自己可以研究。誰敢保證你研究不出來嗎?😊中國有個“愚公移山”的故事。😜雖然你研究不出來,還會有其他人接著你研究。不是嘛?😏或許自不量力,最起碼我們努力過不是嘛?😓😔你問別人,別人問誰呀😞


分享到:


相關文章: