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怎么证明介质不随波运动,对物质传导性的探索

来源:整理 时间:2022-04-24 17:49:25 编辑:管理知识 手机版

第二,星光偏折证明了牛顿万有引力是错误的科学不仅可以被证实,更可以被证伪。牛顿提出来的万有引力假说,被随后的大量观测事实所证明,并且能够实现精确测量。天王星、海王星的发现就都是牛顿引力学说的最好佐证。看上去一切观测结果都在向我们展示,牛顿的万有引力假说是正确的。然而这一切,被19世纪末20世纪初的新发现给打破了。

这个新发现就是麦克斯韦电磁理论,他预言了光是一种电磁波,以恒定的速度在真空中运动。并且科学家们通过大量的观测结果表明,光真的是一种以恒定速度运动的电磁波。爱因斯坦在这个时候横空出世,他首先肯定了光以恒定速度传播这一事实,并将真空光速不变作为一条基本原理。接着,他又以引力质量和加速质量等效这个事实,提出了等效原理。

不熟悉物理学的人,可能不明白,能被称为原理的都是那些最基本的,经过大量观测被确定的事实。爱因斯坦以这两条基本原理为出发点,用黎曼几何和张量分析为数学工具,提出了广义相对论,得出了引力是运动在四维时空中的几何效应,而牛顿引力则是这一效应在数学上的二阶近似,这一结论。所谓的二阶近似,就是在低速条件下,牛顿万有引力公式与广义相对论在四维时空中利用场方程计算得到的结果是一样的,二者的偏差非常小。

所以一般的观测结果,都会与牛顿的引力公式保持一致。爱因斯坦,为了证明自己的理论,提出来两个预言:其一是光线在大质量天体附近偏折;其二是水星近日点的进动。后来,这两个现象都被天文学家所观测证实。从而证明了广义相对论是正确的。不论是星光偏折还是水星近日点的进动都是牛顿万有引力所不能解释的现象,这两个现象也就证伪了牛顿的万有引力猜想。

当然了,今天已经有更多的天文观测结果能够证明牛顿万有引力假说是错误的,比如黑洞。第三,既然牛顿万有引力是错误的为什么还要继续用呢?今天跟科学有关课程,尤其是物理学,仍然是从牛顿力学开始学习的,牛顿的万有引力定律和公式仍然是考试的重点内容。这是因为,在大多数天体运动规律,牛顿的万有引力能够非常好的解释,提供足够高精度的计算结果,容易理解,计算简单,有不可替代的作用。

而基于广义相对论场方程的精确计算,只是在极少数情况下,那些专业的研究天体物理学的学者们才会用到。使用近似公式是很多科研人员经常使用的方法,这一点不仅仅是物理学中有,而且在很多其他学科当中更是一种非常普遍的现象。尽管牛顿万有引力的解释是错误的,但是牛顿万有引力公式能在大部分场合下提供高精度的近似计算结果,就是一个有用的公式。

结束语认识万有引力的过程,是一个理解科学和巫术的过程。结果正确不代表理论正确,科学论证强调因果关系,这是一个最基本的逻辑。巫术的错误不在于其结论,而在于结果和原因之间没有因果关系。当然了,因果关系到了量子力学里面有些模糊,这导致量子力学一直被很多人诟病,甚至这些人中不乏有专业的学者。这个不是本文要讨论的话题,咱留在其他文章里面专门来探讨。

认识万有引力的过程,也是一个理解什么是科学的过程。从对引力的认识过程可以看出,科学并不是真理,科学是一个向真理不断靠近的过程。新的事实虽然能够证伪前面的科学理论,但不等于之前的研究没有价值,广义相对论是牛顿引力在更高精度范围内的修正,是一个进一步接近引力真相的解释。文/郭哥聊科学,图片来自网络侵删。。

如何用最简单、直观的方式理解光速不变?

如何用最简单、直观的方式理解光速不变

要想直观地说明光速不变,首先要理解光速不变的物理含义。实际上,光速不变有两个含义。第一个不变性是光子相对于物理背景的速度不变。这里要澄清一个概念,即并不是所有的参照系都是等价的,在物理上就是毎个参照系的拖曳系数并不都是等于1(狭义相对论在这一点上矫枉过正,令每个参照系的拖曳系数都为1)。比如,你迎着光行走,对光子和光速没有任何影响,但你相对于光子的速度确实是大于光速的。

只是这并没有什么实际的物理意义,因为你不代表空间,你对空间的拖曳系数为0。然而,当光离开运动的星体进入空间(相当于空间迎着光运动)时,光速就会由原来的相对于光源以光速c运动转变为相对于空间以光速c运动。于是,为了保持相对于物理背景(空间)光速不变而实际上相对于光源发生了变化。这就是运动红移,由光子的势能部分地转化为动能。

文章TAG:随波传导性介质探索证明

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