• 时间爱丁顿光线弯曲实验是否是引力作用?

    在1911年,当广义相对论未完全建立时爱因斯坦就曾预言,光线在经过质量巨大的物体所造成的引力场时会发生弯曲。因此当一颗恒星发出的光在经过太阳达到地球时,地球上的观测着会发现这颗星偏离了原来的位置。这个现象是广义相对论最有力的天文学验证之一,虽然在验证中经历了很多困难,最终还是在爱丁顿的的观测中得到了证明。

    从验证爱因斯坦的这一理论来说,这个实验的确实给予了很好的证据。但是从无数个天文物理学的猜想来说,这并不一定能够证明是因为引力场对光线的作用是时光线弯曲。

    首先,我们假设光是一种微粒。那么光就是一种物质的存在,物质在受到强大引力场时受到引力场作用发生弯曲是很正常的。但是这将引起另外的疑问:

    1、如果光是微粒,那么就存在质量,拥有质量的物质在运行过程中速度就不会是不变的,这样来说,那宇宙中的每一个光子的速度都会受到初始速度和其他物体干扰的影响。那么观察者看到的光线在通过太阳的引力场时会发生弯曲,但同时速度会发生改变,这束光在从太阳到达地球的时间就会有差异,所以观测结果必然不准确。

    2、如果光是微粒,那么光在宇宙中穿梭时会如同匀速在太空飞行的旅行者号飞船一样,是具有实际存在的。这样无数的光子在宇宙当中穿梭,必然就如同不同的风在空间运动一样。太空就不在是真空,光子就会如同空气一样充斥这整个宇宙。但是这样又会有一个问题,不同速度的光子在穿梭中必然会有相互碰撞的事发生,光子的路线改变将不光由引力场决定。

    综合以上两种可能,光在运动的途中就不在是匀速,而是变速。并且光的传播路径受影响的不只有引力场,那么这个预测就不再准确。

    但如果光是波的形式,那么很明显宇宙会充满传递光的介子,并且这种介子在我们的周围,甚至固体中都存在。那么宇宙能见到光的地方也不在有真空。同时引力场不在具有束缚光的能力,光只靠介子传播,影响光的只有介子的密度和种类。

    回到最开始讨论的问题,观察者确实看到了这个星发生了偏离,这又该怎样解释。我们反推一下,如果引力场无法影响光,那么光会受到什么影响呢?可以肯定的是,宇宙中所有东西都会受到一种维度的影响--时间。我们再假设一下,太阳的引力场使得周围时间发生了变化,从远处恒星发出的光在经过太阳时,必然会有“逗留”的时间。当光线经过了太阳传递到了观察者时,必然看到的是之前的光线。

    就如同所示,考虑到距离问题,我们假设恒星1没有变化,太阳作为参照物不变动,那么我们在观测中因为地球的自转和公转必然会发生改变。当光从恒星1通过太阳传到地球观测者的位置a,我们的观测者忽略恒星对时间的影响,按照相关公式计算出恒星应该在恒星2的位置。

    实际上,我们的恒星应该是在恒星1的位置,当恒星发出的光经过太阳时,恒星周围时间变慢,光线经过恒星的时间变长,观察者从位置b移动到了位置a,如果不计算太阳对时间的影响,光线传播到地球时观察者本来应该在位置b。所以本来观察者应该是在位置b观测到的恒星1,但观察者在位置a看到了恒星1,就会以为观测到的恒星1不是恒星1的位置,恒星应该在恒星2的位置上。

    打个比方,我们闭上一只眼睛,我们的另一只眼睛设为a,选中一个很远的物体1,拿一根手指举在眼睛a和物体1的直线位置靠边一点,当然这个手指就相当于太阳。因为恒星a距我们的太阳很远,我们的眼睛1距太阳就很近了。当我们固定手指不动我们看物体1,我们发现恒星没有动。

    手指还是不动,我们把眼睛1稍微一点一丁点到眼睛2的位置,我们会发现,相对手指不动,物体a会移动到物体b的位置。如果我们移动距离的时间就是太阳对光线作用的时间,那么我们就会以为恒星应该是在物体a的位置。

    综上所述:引力场对光线的弯曲作用在一点程度上是不存在的,影响光线弯折的不是引力场,而是引力场引起的时间变化,造成的光线时间发生变化,从而导致观察者出现错觉。

    2016/8/7 20:27:39
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