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◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆ ◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆光 和 时间◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆ ◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆相似的运动◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆ ◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆ 《时空波动论》 第二章：光和时间 作者：陈少华 ◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆ ◎时间列车 光速不因观测者的运动速度变化而改变。这是相对论的理论精髓之一。这是可以用数学方法精确证明并清楚解释的。不过，在证明它之前，先要明白一个重要观点－－－－－时间会随着运动速度变化而改变。 测量者的时间会随着测量者运动速度增加而减少，所以测量者测出来的光速才能保持不变。这能导出一个非常重要的结论－－－－时间是有速度的。 对于时间，我们太熟悉了－－－－每时每刻都在感受着时间的流逝。但其实并就没有真正地认识过它。正是，不识庐山真面目，只缘身在此山中。对于最熟悉的事物，人们往往想当然地认为没什么可以探索的秘密了。其实，时间的本质，正是人类最值得认识的奥秘。只有认清了时间是什么，人类才能进行时间旅行；不认清时间的本质，想做到这一点是水里捞月，不可能。哪怕想象力再丰富，提出用黑洞、虫洞当时间隧道、或找出两根宇宙弦、宇宙柱来旅行。这些设想都是不可能实现时间旅行梦想的。 把时间想象为一列以均速V1每秒行驶的火车，就明白为什么随着运动者速度的变化，时间会产生改变。如果你保持静止，时间正常流逝，一秒后时间列车离你的距离是V1*1秒。一年后这个距离是V1*1年。所以，你可以通过测量时间列车到你的距离，来判断你已度过了多长时间。你会认为，当时间列车距离你的长度增加 （V1*1秒） 这个距离时，时间刚好过去一秒。 如果你开始以速度V2运动，这时，时间列车相对于你的速度减小了，这个相对速度为（V1－V2）。要使你和列车之间的距离增加（V1*1秒）的距离，需要的时间为V1*1／（V1－V2）。这个时间是静止的正常时间。你是只管测两者距离来确定时间的。所以，当地面静止时间经过了V1*1／（V1－V2）时，你认为自已只过去了一秒钟。毫无疑问，V1*1／（V1－V2）大于1。这也是运动者时间会改变，会变慢的原因。当你的速度达到了时间列车的速度时，你的时间其实就停止了。因为时间列车相对于你的速度是0，再也不能相对于你产生更多的距离位移。这个时间流逝的相对速度Vst很重要(Vst表示特殊时间SPECIAL TIME 的流动速度)，我把它命名为特异时间速度。表明时间相对于运动者的速度。如果运动者速度用V来表示，则 公式1：特异时间速度Vst=V时间－V 可以导出另一个重要公式。用Tn来表示静止的正常时间，运动者的特异时间计数用Ts表示，运动者的特异时间计数Ts=时间列车在Tn时间内相对于运动者的位移／时间列车速度=Tn*Vst／V时间（如果你以接近光速飞行，Vst=V时间－Vs接近于0，那么需要过很多年，时间列车才能跑到你前方一定的距离如30万公里处。你用这个距离除以时间正常速度，就得出你测出的的时间是多少―――只有1秒。而此时地面静止人员的正常时间其实已经过去了很多年。） ◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇ ◎时间的速度 根据光速不变的结论，可以求出时间的速度V时间的值。 运动者在飞船中以V运动，他是根据自测的一定时间Ts（如一秒钟）后，光束距离他的距离，来算出光速的。 公式2：V光=（L光－L飞船）／Ts Vst=V时间－V。 运动者的特异时间计数Ts=时间列车在Tn时间内相对于运动者的位移／时间列车速度=Tn*Vst／V时间=Tn*（1－V／V时间） V光=（L光－L飞船）／Ts=（Tn*C－Tn*V）／Tn*（1－V／V时间）=C 消去Tn，可以得出V时间=C 得出了非常关键的结论―――时间是有速度的，这个速度就是光速。 日常生活中，人们时刻在感受着时间，对时间的不息流动真是太熟悉了。时间流动的速度，我们都是用钟表来计数，钟表滴答走了一秒，就表明时间过去了一秒，似乎时间也就是这个流动速度。不快不慢，从来都是那么均匀。一旦真正揭开时间的神秘面纱，得知时间居然有一个运动速度，而且这个运动速度不多不少，刚好是光速时，相信没人能不觉得惊讶和难以置信。 ◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇ ◎时间旅行的可能性 认清了时间的速度大小，我们才能开始探讨时间旅行的可能性。 时间旅行是人类多年以来的梦想。一旦可以回到过去，很多遗憾的事都可以改变，后悔药也可以买到了。在有些野心家看来，凭借自已掌握的尖端武器，回到几千年前，将战胜所有对手取得统治地位，极大地改变自已的命运；回到过去，凭着高科技，就能改变古代社会的落后局面，成为万众俯伏敬仰的神氐。如果能够去未来旅行，就能掌握所有在当代无法掌握的科技，认清历史的发展路线。等回到现在时，自已将会多么强大！ 可以肯定地告诉大家，这一切，都已经可以实现了。 在后文中，将会详述：质量与速度的正比关系为何不正确，运动物体的质量为何随着速度的增加而减小。了解这一点后，理论上就已经可以使飞船的速度接近光速：只需要用一个特定不变的力，如100千克力，作用于飞船。产生加速度。随着飞船速度的提高，质量在减小，加速度将逐渐提高，最后就能达到非常接近光速。飞船以接近光速行驶时，就可以进行时间旅行了。 ◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇ ◎时间变化因子 时间会随着运动速度的增加而减少。究竟减少多大比例？我们可以通过实例推导出来，过程并不复杂，也很好理解。 一列时间列车以光速呼啸而去，我们一般是根据自已手表来观察时间过去多少。但本质上，手表是根据它距离我们的位移大小来确过了多少时间。 定义Ts为运动飞船内自测的时间，由于运动中的飞船处于特异时间速度，故称Ts为特异时间自计数。 定放Tn为正常时空的绝对时间。这是地面静止的人所测出的正常时间。 时间列车离开我们多远，我们就认为自已经历了多少时间Ts（用距离除以光速得到时间）。如果我们保持静止，时间列车在一秒钟之后会位于我们前方30万公里处，我们认为时间过去了1秒。如果我们乘坐光速飞船去追赶时间列车，时间列车再也不可能跑到我们前方，我们度过的时间就是0，时间相当于停止了，我们此时不会感觉到时间在流逝，即使在飞船外面的人看来，我们已经飞行了几十年上百年，我们都觉得只过去了一瞬间而已，手表都没有转动过。 如果我们乘坐速度为V的飞船去追赶时间列车，时间列车相对于飞船的速度为C－V；在Tn时间后，它将位于飞船前方Tn*（C－V）的远处。用这段距离除去时间列车的速度，即光速，这个计算结果 Tn*（C－V）／C 就是我们所测出的飞船已经历的时间值。 Ts=Tn*（C－V）／C=Tn*（1－V／C） 这就是―――时间变化因子。 公式3：Ts=Tn*（1－V／C） 这个公式很重要。 ___________ 在相对论里，时间变化因子是洛伦兹变换，Ts=Tn／√(1－V2／C2)。事实证明，洛伦兹变换对时间速度的变换并不适用。不仅如此，以后大家会发现，质量变化因子、长度变化因子，使用洛伦兹变换都是不对的。 用洛伦兹变换，能否成功证明光速恒定呢？其实不能。这也是爱因斯坦在狭义相对论里并没有对光速恒定进行深入证明的原因。又是根号又是平方，结构如此复杂的洛伦兹变换，看起来很有科学含量，但一旦用来证明光速恒定，则非常遗憾地无法行得通。 最省力实用原理表明，宇宙和世界以省力可靠的方式在运转。真理往往比我们想象得要简单。 下面将会看到，用Ts=Tn*（1－V／C）这个时间变化因子，将能完美地证明光速不随着测量者运动速度变化而变化。 ◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇ ◎光速不随测量者运动速度而变化 光速不随测量者运动速度而变化，是相对论的一个重要理论基础。 在了解时间的流动速度之后，我们推导出新的时间变化因子，就可以相当准确、完美地证明光速为什么恒定，无论测量者以多大速度运动，所测出的光速都是恒定的约30万公里每秒。 首先明确，运动的测量者是怎么来测量光线的速度呢?运动者和静止者测量光速，手里都拿着一块精准手表，在经过一定时间后，如一秒钟，立刻记下光线已到达的位置，测量这个位置距离自已有多远，就可以算出光速。如果这个位置距测量者是30万公里，测量者就会认为光速是30万公里每秒。 关键点在于，测量者无论运动与否、运动速度多少，哪怕达到光速，他们都认为自已是静止的。原因在于，由于大部分时间身处飞船内部，无法观测到外面情况，缺少参照系。 所以测量者认为，由于自身静止，故无须用30万里每秒再加上自已的运动速度来进行伽利略变换。这也是无论测量者以多大速度运动，所测出的光速都是恒定的约30万公里每秒的核心所在。 光线速度V光线=Ts时间后光线与测量者之间距离L／测量者自测时间Ts 公式4: V光线测=L／Ts ◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇ ◎迈克尔逊莫雷实验 相对论认为，无论光源如何运动，发出的光线速度都是光速。这是部分正确的。由于宇宙辐射场的存在，遍布着以光速运动的光子。光源无论怎么运动，一旦发出光子，由于光子的质量为0，在其它光速运动的光子的冲撞下，会立刻以光速开始运动。 迈克尔逊莫雷实验似乎证实了这一点。地球以高速V绕着太阳在公转，一个光源发出一束光线，经过分光镜后，分成两束光，一束光直接穿过分光镜射在镜子M1上，被反弹回分光镜，折射到观察屏。另一束光被分光镜折射到镜子M2上，被反弹回分光镜，再穿过分光镜，射到观察屏。这两束光线，一个与地球运动方向相同，一个与地球运动方向垂直。两束光线会在观测屏产生干涉条纹。然后将仪器转九十度，使两束光线的位置互换，原本与地球运动方向相同的光线改为垂直地球运动方向，原本垂直于地球运动方向的改为平向于地球运动方向。如果两束光线速度不一样，那么迈克尔逊和莫雷设想：如果让仪器转动90°，光通过OM1、OM2的时间差应改变，干涉条纹要发生移动，从实验中测出条纹移动的距离，就可以求出地球相对以太的运动速度，从而证实以太的存在。 地球的运动速度为V，镜子到分光镜的距离为L。这个实验里光线在一分为二后，需要走四条不同的线路，最后两条光线汇聚到显示屏。两条水平线与地球运动方向平行，一条线与地球运动方向相同，光线的速度根据伽利略变换，将是C+V；一条线与地球运动方向相反， 光线的速度将是C－V。光线一个来回所需的时间为L/(C+V)+L/(C-V)＝2LC/ (c2-V2)＝ 。 两条垂直线，其所走的距离将是一个直角三角形的斜边，其长度为√V2t2+L2 。光线来回速度都是C，单程所需的时间为t＝ (√V2t2+L2)/C。t=L/√(C2-V2)，一个来回所需时间为2t＝2L/√(C2-V2) ＝ 。 这就是在实验之前科学家所预计的两条方向相互垂直的路线中，光线所需要的时间。明显这两个时间并不相同。所以最后两束光线汇聚到显示屏时，由于到达的时间有差异，两束光线将不同相，会在显示屏上出现干涉情况。根据干涉条纹，可以计算出光线速度上的差异，从而推断出地球相对于以太的速度。 但实验结果是:未发现任何条纹移动。在此之后的许多年,迈克尔逊-莫雷实验又被重复了许多次,所得都是零结果。试验证明，这两束光线的速度完全一样。也就是说，地球的运动完全不能影响地球光源的运动速度。这个试验证明，在运动的地球上，无论逆着地球运动方向还是顺着地球运动方向，或者垂直于地球运动方向，测量出来的光线的速度都完全一样。 那么光线的具体速度是如何测量的呢？迈克尔逊在美国海拔5500米、相距35千米的威尔孙山和圣安东尼奥山进行实验，通过八棱镜旋转法，精确地测得光速：c＝299796±4千米／秒。非常接近1975年第15届国际计量大会决议采用的光速值c＝299792．458±0．001千米／秒。 迈克尔逊莫雷实验证实，在运动的地球上，光源无论是顺着运动方向，还是逆着运动方向，或者垂直于运动方向，射出来的光线，地球的测量人员都会在测速后认为这些光线速度完全一样。 这是一个非常关键的实验数据，这将使光线的运动方式具有非常重要的特点。地球既然是以V高速运动的，在地球上测量光速，各向同速，那么可以想象，在一艘以V高速飞行的宇宙飞船里，飞行员测量出来的光速，将是同样的，各向同速。测出来的结果都将是常数C。飞行员会发现，飞船中心的光源，向各个方向发出的光线，其速度完全一样。到达四壁的时间相同。根据这个特点，我们将会在后文推导出一系列光线的运动模式。 ◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇ ◎洛伦兹变换错误的根源 ___________ 洛伦兹变换√(1－V2／C2) 是怎么来的呢？就是为了解释洛伦兹从迈克尔逊莫雷实验里而得来的。 ___________ 为了解释实验结果，洛伦兹提出尺度在运动方向上会缩小，新的长度为L0＝L√(1－V2／C2) 。这样就能解释为何实验出现无论顺逆运动方向光线通过一段距离所需的时间都相同。可以发现，如果尺度真的缩小，那么水平方向的 ___________ 的时间将变成√(1－V2／C2) *＝。将与垂直方向所需的时间相等。 我们已经证明了洛伦兹是错误的。正象费曼所言，这是专门为了解释所遇到的困难而发明的东西，是十分牵强的。 洛伦兹变换之所以是错误的，是因为上面计算垂直方向与水平方向的光线所需要的时间的方式都是不对的。 光线在水平方向，无论是顺着地球运动方向，还是逆着地球运动方向，在地球观测人员看来，都将是以C在飞行。所以水平方向一个来回所需时间为2L／C。 光线在垂直方向，貌似光线飞过的路径变成了一个直角三角形的斜边，所以需要以这个斜边的长度作为光线飞行的距离。但其实并非如此。光线的运动远远不能同普通物体的运动相提并论。对于普通飞行器，确实可以用这种叠加来确定其飞行路线，但光线不同于普通飞行物，其运动有着自身完全不同的特点。使用这种叠加是行不通的。事实上，在迈克尔逊莫雷实验中，垂直于地球运动方向发射的光线，其运动距离只能是反射镜到分光镜之间的垂直方向的距离L。与此类似的，在一列以光速高速运行的火车上，乘客向窗外垂直于火车运动的方向用手电筒射出一道光线，这道光线在一秒内将飞行到垂直方向距离火车30万公里的地方，此时如果将光线的终点与起点作一连线，会发现这段距离是一个直角三角形的斜边，一个直角边长30万公里，一个直角边长30万公里，斜边将是43.2万公里。 洛伦兹变换首先是建立在错误的基础上，作出的牵强的推论。它忽视了光线运动所具有的与普通运动完全不同的特性。 ◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇ ◎先来看光线与光源同向运动的情况 一艘飞船以V向右运动，后舱内探照灯，向前方发出一束光线。宇宙辐射场迅速将这束光线加速为光速。 光线与飞船同向运动。地面静止的人来测量这束光的速度。他可以这么来测量。密切观察飞船内光线的情况，当光线到达飞船前端时，立刻计下手中手表的时间Tn。再来测量这一刻光线的位移L光线。两者相除即得光线速度。分析位移图可以看出，这个位移等于飞船的位移加飞光线在飞船内的位移L之和。光线在飞船内的位移L不是很好确定。可以假定飞船的长度刚好为L。当光线从后舱到达前舱，就可以确定它在飞船内的位移是L。 这是飞船的初始位置 |○----------------| ○代表后舱的光源 这是Tn时间后飞船的位置 |○------------→| “→”代表Tn时间后光线的位置 两条竖黑线标明了光线在Tn时间里的位移L光线 |○------------------------→| ； 可以看出，光线的位移大小L光线=飞船的位移+光线在飞船内的位移=V*Tn+L 。 地面静止人员测量光线的速度V地测=L光线／Tn=（V*Tn+L）／Tn=V+L／Tn。由于宇宙辐射场的恒定加速，这个值必然等于C。 公式5：V+L／Tn=C 它是不需要证明的。是根据宇宙辐射场加速原理得出来的。也是一个真实的结果。为什么要将它当作一个公式？因为它将在下面的证明光源所发逆向光线速度大小时取到辅助作用。 如果将Tn定为1秒，飞船的长度为L（这个长度相当长）。地面静止人员只要确定V+L的值，就能得出光速大小。 ■飞船内对光线速度的测量结果 由公式5还可得Tn=L／（C－V） 。 由此可得出飞船内飞行员所测的光速大小V内测=L／Ts=L／（Tn*(1－V／C)）=C 。 当探照灯的速度V=C时，在地面静止的人看来，这束光与探照灯同速前进，似乎粘在探照灯表面无法发出。这是因为此时光线相对于探照灯的速度为0。如果有一个观察者站在探照灯的上面，他会发现，光线仍然在向前飞行，测出来的光线速度仍然是C。因为他随探照灯以光速前进时，测量光速所使用的时间Ts已经大大改变。后面的实例会让大家理解这一点。 ◎再来看光线与光源逆向运动的情况 一艘飞船以V向右运动，前舱内探照灯，向后方发出一束光线。设飞船长度为L。地面静止人员测量这束光的速度是多少? 地面静止人员测量这束光的速度V地测=L光/Tn＝C。这是不需要证明的。因为无论光源怎么运动，它所发出的光线速度都是光速。L光＝C*Tn 。 分析飞船光线位移图。由于是光线是逆飞船运动，光源又随着飞船运动。Tn时间后，这个光线的具体位移同上例相比，发生了很大的不同。 这是飞船前舱发出光线时的初始位置 |----------------○| ○代表光源 这是Tn时间后飞船位置 |←------------○| “←”代表Tn时间后光线到达的位置 光线位移 |←------○|； 上面这两条黑线，是光线在Tn时间后的位移L光。地面静止人员将根据这个位移大小来计算光线的速度。 看得出这段长度L光线比上例中光线位移要明显短不少。短的原因，是因为光线与光源逆向飞行的缘故。可见，逆向时测量情况会发生变化。 地面静止测量人员无论测光源同向或逆向光线的速度，都是根据光线位移除以时间计数。他会将时间计数定为一个简单的数。如1秒钟。这样，只要确定了光线位移，就立刻得出光线测速。 两例中，飞船的速度，或光源的速度都是相同的V。Tn也都是相同的1秒。Tn时间后飞船的位置当然都是相同的。显而易见，两段光线的位移却是一长一短。它们具体相差多少呢？ 也许，把两例的位移图放在一起比较一下，就真相大白了。 这是上例中光源同向时飞船的初始位置 |○----------------| ○代表后舱的光源 这是上例中Tn时间后飞船的位置 |○------------→| “→”代表Tn时间后光线的位置 上例中光线在Tn时间里的位移L光线 |○----------------------→| ； ◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇ 这是本例中光源逆向时飞船的初始位置 |-----------------○| ○代表前舱的光源 这是本例中Tn时间后飞船位置 |←------------○| “←”代表Tn时间后光线到达的位置 本例中的光线位移 |←----○| ； 一目了然了。两段位移的确差了不是一点。上一段的位移比下一段的位移在头部和尾部各多出了一部分，每一部分都是飞船的位移V*Tn 所以，下一段光线位移比上一段光线位移整整少了2V*Tn。上一例中光线位移是L+V*Tn。（L是上一例中光线在飞船内的位移，可以设定飞船长度是L使测量变得容易。）所以此例中光线位移是L+V*Tn－2V*Tn V光测=L光线／Tn=（L+V*Tn－2V*Tn）／Tn=V+L／Tn－2V 根据公式5：V+L／Tn=C V光测=V+L／Tn－2V=C－2V 个值只有在V=0时才等于C。随着V增加，地面静止人员测量出的光线速度跟着减小。当V增加到光速一半时，测量者会发现，光线一动不动，停在原地，速度为0。当V大于一半光速时，这个测速将为负值，测量者看到光线居然向后退。当V等于光速时，测量者会发现光线已经不再从探照灯里发出来，残留在灯表面的一点光子跟随着探照灯一起向前作光速飞行，光线速度是负C（这不太好理解。因为这束光仍然是以光速在飞行。只是正常的光线运动方向是同其发射方向相同，这束光的运动方向则同其发射方向相反，所以才产生了负光速）。 结论：以V运动的光源，逆向发出一束光，这束光的速度等于C－2V。事实上，迈克尔逊莫雷实验证实顺着地球运动方向的光线速度等于逆着地球运动方向的光线速度，这个实验结论就决定了一个事实，光源逆着运动方向发出的光线，就不可能还是光速C。 地球上的一个光源，发出的光线，顺着地球运动方向的自然是C，逆着地球运动方向的，地球人员测量出来还是C，那么假设地球上空有一个绝对静止的地方，上面有一个绝对静止的测量人员，他来测量这束光线的速度，如果他测量出来的速度也是C，那绝对是相互矛盾的。地球人员假设一秒内看到光线飞行了30万公里，Ts=Tn(1-V／C),绝对静止人员的时间Tn=Ts*C／(C-V),Ts=1,光线在地球人员的眼中，走了30万公里，由于地球是在以V运动的，光线是逆着地球运动方向的，就象是在一列火车里，逆着火车运动方向的光线从车头到达车尾，由于此时火车已经向前行驶了一段路程，光线的真正飞行位移其实减少了很多。虽然在火车内人员的眼里，光线仍然是从车头飞到了车尾，位移是火车的长度。但在地面静止人员看来，这束光线的位移的确比火车的长度要少，少多少呢？就是少了火车在这段时间前进的距离。假如火车人员计时为Ts，火车的速度为10米每秒，火车的长度为30万公里，那么根据迈克尔逊莫雷实验的结论，火车人员会测量出光线的速度是30万公里每秒，也就是说，他发现，1秒钟后，光线到达车尾。此时车外地面人员的测量结果是这样的，时间上，Tn＝Ts*C／(C-V)＝C／(C-V)。光线位移上，光线现在位于车尾，此时车尾由于火车的运动已经向前移动了一段距离，距离为Tn*V=Tn*10，所以光线的真实位移为300000－10Tn。地面人员测量出的光速为（300000－10Tn）／Tn=300000／Tn -10= 300000(C-10)／C －10＝300000－20。其实就是C－2V。 ■还可以用另一种方式来得出这个结果 飞行员所测光线速度 V光内测 将为C（后面很快将会证明这一点。这也是相对论的一个核心结论:飞船内观测者测到的飞船内光源发出的光线速度都是C。） V光内测=光在飞船内的相对位移L／飞行员自测时间Ts=C 已知Ts=Tn*(1－V／C) 可得Tn=L／(C－V) 分析飞船和光的位移图。由于两者逆向飞行，可得光线的绝对位移L光=飞船长度－飞船位移=L－V*Tn 地面静止人员测量出的光线速度为：V光地测=L光／Tn=（L－V*Tn）／Tn=（L／Tn）－V=（C－V）－V=C－2V ◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇ ◎对相对论相关观念的修正 通过上面两例，可以得出，当光源发出的光线与光源运动方向相同时，光线速度不随着光源速度而变化。当光源发出的光线与光源运动方向相逆时，光线速度等于C－2V，随着光源速度增加而减小。当V达到光速时，光线速度是负C。 ◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇ ◎光源逆向发出光线时，飞船内对光线速度的测量结果 实例：在速度为V向右飞行的飞船内的前舱，向后舱发出一束光，请问飞行员测出这束光的速度会是多少？ 这束光是向左飞行，与飞船的运动方向相逆，也与光源的运动方向相逆。 前文已证明，地面人员测量这束光线的速度，结果将为C－2V。飞船内乘员测量这束光线的速度，其结果将大为不同。 这束光的光源是以速度V向右飞行。光线则与之逆向。 Ts时间后光线距离飞船的位移为L=（C－2V）*Tn+V*Tn=（C－V）*Tn 飞行员测量出的光线速度为：V测光=L／飞行员自测时间Ts=L／Ts=（(C－V)*Tn）／（Tn*(1－V／C)）=（C－V）*C／（C－V）=C 综合前面的结果，也就是说，在运动的飞船内，无论从前舱发向后舱还是从后舱发向前舱，飞行员看到的光线都是一个速度―――光速。这是一个相当重要的结论。 如果飞船中央有一个点光源，距离飞船四周都为30万公里。飞行员会看到，光线到达四周任一点都是同时性的，此时手上手表刚好过去1秒钟。他从而测出这束光的速度正是30万公里每秒。 从以上实例，可以总结得出一些重要现象： 一个以V向右运动的探照灯，向左方逆向发出一束光线。当V增加时，一个站在探照灯上的观察者不会发现这束光线的速度有任何变化。当V=C时，他测出的这束光线速度仍是光速C。此时，地面静止状态的观测者会发现，探照灯上的光似乎粘结在灯表面，无法向外发出。因为此时光线相对于探照灯的速度为0。 一个以V运动的光源，向四面发出光线。当V=C时，站在光源上的观察者测量的光速无论从哪个方向都是C。而在地面静止人士看来，这个光源发出的光线都粘在光源表面无法发出。 ◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇ ◎运动者与光源运动同向同速时的测量 一艘以V向右运动的飞船，向前追赶一个以V向右飞行的光源。光源发向飞船的光线，是与光源的运动方向逆行的。所以这个光线速度将是C－2V。那么飞行员测量的这束光线的速度会是多少？ 根据一般的经验，飞船与光源都是以V同向飞行，所以两者之间并没有位移运动，可以看作相对静止，处于同一个惯性系。那么飞行员测量的这束光线速度肯定会是光速C。 事实也正是如此。可以把这个题目等同为一艘向右飞行的飞船内部，飞船头部光源发射的光线，射向尾部。飞行员测量这束光线的速度当然会是光速C。这已经被证明过。 如果用我们事先就知道的这束光线的绝对速度会是C－2V来运算，会得出什么结论呢？这也是对这束光线的速度会是C－2V的一个验证。因为光线的速度在相对论看来永远是C，保持不变。要对这个观念进行革命，必须有更多的验证。 假设飞船的长度为30万公里，飞船静止时船头的光源一秒钟后将到达车尾。飞船速度为V开始向右飞行，车头的光源开始放光，以速度C－2V飞向车尾。站在车尾的飞行员拿着计时器开始计时，将发现计时正好1秒整时光线将到达船尾。这样测量出来的光线速度正好是光速C。我们来验证一下这个结论，看一看光线在飞行员看到的计时器正好1秒时间时是不是正好到达船尾。如果能验证这一点，就说明光源逆运动方向发出的光线速度确实不是C，而是C－2V。 飞船的原位置 ｜…………………………○｜ Tn后飞船的位置 ｜…………………………○｜ 光线的位移 ｜｜ 光线的速度是C－2V，经过Ts＝Tn(1-V／C)=1秒，Tn时间后，光线的位移L为（C－2V）*Tn=（C－2V）*C／（C－V）＝（C－V－V）*C／（C－V）＝[（C－V）*C－V*C]／(C-V)＝C－VC／（C－V），由于Tn＝Ts／(1-V／C)，而Ts=1，所以Tn＝C／（C－V）。故光线的位移L＝C－VC／（C－V）＝C－V*Tn。 由于飞船在Tn的时间里正好向前行驶了V*Tn的距离，此时飞船头部与尾部的位置均向前推进了V*Tn，飞船现在的尾部距离光源最初的距离是飞船的长度减去飞船的位移，30－V*Tn。由于飞船的长度是30万公里，正好等于C*1 。所以飞船现在的尾部正好前进到距离光源最初位置的C*1－V*Tn 这个地方。此时光线的位移也正好在这个地方。也就是说，光线正好在飞行员计时器为1秒时到达飞船尾部位置。 运动中的飞船逆向发出的光线，速度将是C－2V得到了又一次验证。这再次证明，运动中的光源逆运动方向的发出的光线，速度将比光速小，为C－2V。 在严格的各种验证后，我有充分的信心，这一结果是完全无误的。只要迈克尔逊莫雷实验准确无误，那么绝对逆光源运动方向的光速将减为C－2V。否则迈克尔逊莫雷实验里发生的光速各向同性同速的情况就不会发生。狭义相对论的理论基础——光速不变是不牢靠的，事实证明是不可能成立的。 ◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇ ◎对“光速与测量者运动无关”结论的验证 相对论认为，光速跟测量者运动无关。对光速的测量值不随着测量者的运动速度变化而改变。光速的测量值恒定为C。任何运动者，都会认为他看到的光线速度是C。 下面通过多个实例运算，来验证一下这个著名结论。来弥补相对论中没有对此结论进行理论证明的遗憾。 ◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇ ◎1、先来证明当飞船与光线同向运动时，飞行员所测出的光速为C。 在一艘以V飞行的飞船外面，地面静止人员发出一束与飞船同向的光线。飞行员开始测量这束光线的速度。 飞船速度为V。Tn表明地面静止人员测量出的时间。Ts为飞船内测量出的时间。 光线在Tn时间内所走的路程L光=Tn*C 飞船在Tn时间内所走的路程L飞船=Tn*V L两者距离=L光－L飞船=Tn*(C－V) V光线=L两者距离／运动者自测时间Ts=(L光－L飞船)／Ts=Tn*(C－V)／Ts 因为Ts=Tn*（1－V／C） 代入，消去Tn。 可得出V光线=(C－V)／(1－V／C)=C 成功证明了当光线与飞船同向运动时，飞船无论以多大速度运动，所测出的光速都是恒定的C。 ◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇ ◎2、在速度为V的飞船内，飞行员从后舱向前舱发出一束光。飞行员测量光速的结果是多少？ 此例中，光源在飞船内，光源的运动速度为V。运动方向与飞船相同。 在宇宙辐射的加速下，光线永远只以C的绝对速度运行。所以此束光相对于飞船的运动速度为C－V 飞行员用相对位移除以自测时间来测量光束。Tn时间后光线距离飞船的位移L=光线所走路程－飞船所走路程=C*Tn－V*Tn V测光=L／飞行员自测时间Ts=（C*Tn－V*Tn）／Ts=（C*Tn－V*Tn）／Tn*（1－V／C）=C ◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇ ◎3、在速度为V向右飞行的飞船内的前舱，向后舱发出一束光，请问飞行员测出这束光的速度会是多少？ 这束光是向左飞行，与飞船的运动方向相逆。 这束光的光源是以速度V向右飞行。光线则与之逆向。由上面的例子，可知，对地面人员测出的光线速度是C－2V Ts时间后光线距离飞船的位移为L=（C－2V）*Tn+V*Tn=（C－V）*Tn V测光=L／飞行员自测时间Ts=L／Ts=［(C－V)*Tn］／［Tn*(1－V／C)］=（C－V）*C／（C－V）=C 也就是说，在运动的飞船内，无论从前舱发向后舱还是从后舱发向前舱，飞行员看到的光线都是一个速度－－－光速。这是一个相当重要的结论。如果飞船长度为30万公里，飞行员会看到，当光线从前舱到达后舱时，手上手表刚好过去1秒钟。他从而测出这束光的速度正是30万公里每秒。 ◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇ ◎4、在速度为V的向右飞行的飞船中间发射的光线 在速度为V的向右飞行的飞船中间，发出一束光，光线将向飞船左右两侧同时运动。请问，这两束光会同时到达吗？ 本例是相对论里一个著名的例子。相对论认为，两束光会同时到达飞船两端。 现在来证明这一点。证明其实非常简单。只要将参照系定为飞船自身，再根据地球表面人员测的光速不随光源运动而变化的原理，就可得出这个结果。地球相当于一个高速运动的飞船，根据迈克尔逊莫雷实验，向着地球运动方向发出的光线，与逆着地球运动方向发出的光线，测出其速度是完全一样的。 设飞船长度为2L。则从中间到左端距离是L。从中间到右端距离也是L。 从例3结论可知，在运动的飞船内，无论从前舱发向后舱还是从后舱发向前舱，飞行员测到的光线都是以一个速度－－－光速C飞行。由于光源随同飞船一起运动，当光线到达左端时，其相对于飞船中间点的绝对位移是L。由于无论光源运动速度V有多大，光在飞船内的运动速度都是C。所以飞行员测出光线到达左端的时间Ts将是L／C。假如L=30万公里，则飞行员会发现，恰恰一秒钟时间，光线从中间到达左端。 同理，飞行员测出光线到达左端的时间Ts将是L／C。假如L=30万公里，则飞行员会发现，恰恰一秒钟时间，光线从中间到达左端。 两个时间是相等的。 ◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇ ◎5、光线相对于飞船的速度 在上例中，光线相对于飞船左端有一个相对速度V左相对，相对于飞船右端有一个相对速度V右相对。这两个速度是否相等？ 先弄清这个相对速度的含义。 在飞行员看来，飞船内发出光线的速度都没有差别，无论向前向后，向左向右，都是光速。 在地面静止人员用望远镜观察飞船内光线的运行情况，发现光线在飞船内运行的速度相当慢。当飞船接近光速时，他发现光线凝聚在光源周围，基本不动了，就象是小虫爬行一样的缓慢，要花去很久才能爬到飞船两端。在他看来，光线相对于飞船的运动速度简直太慢了。为什么他会觉得慢？因为他有一块手表，可以计算时间Tn。如果光线花了很长的时间Tn才在飞船内爬了L长，他就会认为这束光线非常缓慢，因为L／Tn，这个值非常的小。 现在要计算的，就是这个相对速度。 要算出光线相对于飞船的相对运动速度，先测Ts时间内光线相对飞船移动了多少距离L。再除以绝对时间Tn，就得出结果。对左端而言，光线在飞船内的相对位移是L，V相对左=L／Tn 因Tn=Ts／（1－V／C），V相对左=L*（C－V）／C*Ts 根据上例结果，因L／C即飞船中间向左发射的光线到达左端的时间，即L／C=Ts 代入得，V相对左=C－V 同理 V相对右=L*（C－V）／C*Ts=C－V 可见，两个相对速度是相同的。即，飞船无论以多大速度运动，飞船中间的这束光相对于飞船左右两端的速度都一样。飞行员认为这个速度是C，不随飞船速度改变。地面人员则认为这个速度是C－V，随着飞船速度改变而改变，但左右方向的相对速度必然相等。当飞船接近光速时，地面人员发现飞船内的光线就向蜗牛一样在飞船内缓慢爬行。当然，对于他而言，光仍是以高速的30万公里每秒离他而去。 ◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇ ◎6、光线与飞船运动方向相反时的情况 读者会提出，我只证明了光线与飞船运动方向相同时的测量情况。当两者运动方向相反时，是怎样的结果呢？ 相对论认为，两者反向运动也不影响飞行员测的结果，在飞船外发出一束反向光线，飞行员测出的光线速度仍将是光速C。 这个结论是正确的吗?只能用计算结果来验证了。 根据运算，可以证实这个结论只是部分正确。测量者测出的光速其实是跟测量者的运者方向是有关系的。 如果测量者运动方向与光线运动方向相同，则无论测量者运动多快，他测出的光速都是恒定为C。 但如果测量者运动方向跟光线运动方向相反，则他测出的光速将会大于C。 请看下面实例： 在一艘高速运动的飞船外面，太空静止人员同时发出两束光线，一束与飞船运行方向相同，另一束与飞船运行方向相反。飞行员测量这两束光的速度， 对于同向的光线，前面已经证明，飞船人员将测量得到这束光线速度为C。 对于逆向的光线，因为两者是反向运动，Tn时间后，两者的距离将是L光+L飞船=Tn*(C+V) V光线=L两者距离／运动者自测时间Ts=(L光+L飞船)／Ts=Tn*(C+V)／Ts 因为Ts=Tn*（1－V／C） 代入，消去Tn 得出V光线=[C*(C+V)]／(C－V)。这就是一个运动的飞船内的人员，测量一束逆向运动的光线速度结果。地球可以看作是运动的飞船，对于与地球公转方向相反的光线，地球人员测量其速度就会是这个结果。 明显，这个结果并不等于光速C，而是要大于C。 例如，当飞船以光速一半运动时，所测的反向光速度是3C。也就是三倍的光速。 当然，当飞船静止时，V=0，测出的光速仍是C。 可见，相对论认为测量出的光速同测量者的运动无关，只对了一半。测量者的运动方向是绝对不能忽略的。 那么，有没有可以解决的办法，使两者反向运动时，测量者的测得光速仍是C呢? 有。 速度逆光时，飞船内的时间是不会变的。两者Tn时间后相互间真实的距离也不会变。但这个距离可以用公式来人为调整。可以假设飞船速度是有正负之分的。速度与光线同向时，速度为正，速度与光线反向时，速度为负。这样，L两者距离=L光+L飞船=Tn*(C+负V)=Tn*(C－V) 两者的距离就用公式人为调整了。使得实际上原本大增的距离立刻大减。测得光速V光=Tn*(C－V)／Ts=Tn*(C－V)／（Tn*(1－V／C)）=C。由于是使用了公式进了调整后才得到的结果。实际测量中，在知道这个新的时间变化因子之前，测得的光速必然大于C。 ___________ 如果是使用洛伦兹变换1／√(1－V2／C2)，当然就更不可能得到正确结果。 ◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇ ◎光源静止，观测者以速度V向光源前进 光源静止时，观测者以速度V向光源前进，他测出的光线速度是多少？ 设光源距观测者为30万公里，观测者如果静止，光线1秒后到达观测者，他测出Ts时间后光线与他的距离为0，这个距离0加上30万公里，他可以认为这就是光线在这段时间内的行程。所以观察者认为光速为30／1=30万公里每秒。 现在观测者以V前进，Tn后，他的时间计数Ts=Tn*（1－V／C），向光源前进了V*Tn，此时光线前进了C*Tn公里。位于光源前方C*Tn处。如果Ts=1秒，Tn=C／（C－V）>1秒。C*Tn>30万公里。故观测者在Ts=1秒钟后将发现，光线已经前进到他的后面。 光源○——————————————△观测者 （两者原距30万公里。） 光源○——————————△——————————☆ （Tn后，光线到达☆处，观测者到达△处。） 光线行程从○到☆：C*Tn=C*C／（C－V），观测者距离光源距离为30－V*Tn。所以光线距离他的距离为：C*Tn－（30－V*Tn）。 观察者认为自已是静止，他测出Ts时间后光线与他的距离（△到☆），再加上两者原距30万公里，认为就是光线在Ts时间内的行程。故测出光线速度为： V测=［C*Tn－（30－V*Tn）+30］／Ts=Tn*（C+V）／Ts=［C*(C+V)］／(C－V)。 这个结果与“光线与观测者逆向飞行时观测者测得的光线速度”完全相同。其实，观测者以V向静止光源运动测量光线速度，其意义跟“观测者以V运动时测量一束逆向光线的速度”是一样的，只是不同的表述而已。 这个速度明显要大于光速C。 这也证明了“多普勒效应”产生的真正原因。一直以来，人们都认为，向光源靠拢，看到光线变强，是因为光波波长变短，产生蓝移，使频率增加。计算表明，变化的其实是光线速度。观测者接收到的这束光线，速度已经大于光速，所以单位时间内接收到的整数波个数增加，意味着频率在增加。光线的波长并未改变。这就是产生“多普勒效应”的实质原因。运用到天文学上，红移、蓝移，均需相应地改变处理方法。 ◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇ ◎如果观测者静止，光源以V向观测者运动 如果观测者静止，光源以V向观测者运动，观测者会测量出什么结果？ 由于在这种情况下光线的速度是不变的光速C，而光线的波长并没有改变的理由，所以，在单位时间内观测者接收到的整波个数不变，他不会发现光线的频率有变化，光线不会发生蓝移。 这就是为什么天文学家们极少发现宇宙出现蓝移现象的原因。宇宙如此浩翰飘渺，肯定会有一些星系是向着银河系飞过来，两者越来越近。天文学家观测到，银河系正高速向室女星座方向飞驰，而另一个星系：仙女星系，正在接近着银河系。在百亿年后，两个星系将会发生碰撞，合并为一个新的星系。既然星系远离银河时，天文学家会观测到红移；那么有星系是向着银河系飞来，天文学家就应观测到蓝移。为何天文学家们观测不到蓝移呢？原因就在于此―――光线的速度恒定为光速，不因光源速度而变化。 ◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇ ◎相对速度 光线相对于观测者的速度并不同于观测者测出的光线速度。如，飞船内光源发出一束光线，飞行员测出此光线的速度为C。但在地面静止者看来，光线相对于飞行员的飞行速度很慢，为C－V。 本例中，在地面静止者看来，光线相对于观测者的速度是多少？地面静止者到到光线原本在观察者前方30万公里处，Tn时间后，光线到达观察者后方C*Tn－（30－V*Tn）处。他算出的这个相对速度为：[C*Tn－（30－V*Tn）+30]／Tn=C+V。 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d、银河恒星远离地球运动，恒星的速度是V，地球的速度是V1。恒星发向地球的光线是逆着恒星运动方向，其光线速度为C－2V。如果地球运动方向与光线相反，这相当于在一艘飞船外面逆向发射出一道速度为C－2V的光线。那么地球人员测量出恒星光线速度为 {（C－2V）*( C－2V+V1) }／(C－2V－V1) 即： “光速不变原理”是狭义相对论的理论基础。爱因斯坦认为光在真空中总是以确定的速度c传播，速度的大小同光源的运动状态无关。在真空中的各个方向上，光信号传播速度（即单向光速）的大小均相同（即光速各向同性）；光速同光源的运动状态和观察者所处的惯性系无关。 事实证明，“光速不变原理”根本上来说是错误的。光线的绝对速度指光线由完全静止的人员测量出的速度，与光源的运动有关。而光线的测量速度指光线由运动人员测量出的速度，分为很多种情况，不仅与光源的运动有关，也与测量人员的运动有关。每种情况测出的光线速度，都可能不同。 真空里的光线绝对速度，会有两种情况，一种是等于光速，一种是低于光速。 当运动中的光源顺着运动方向发射出一道光线，那么光线的速度是光速。运动中的光源逆着运动方向发射出一道光线，那么光线的速度小于光速。光源发出的所有方向的光线，除了顺着运动方向的光线，其余方向的光线都会低于光速。如果有一个人跟着光源一起运动，他通过测量发现这些光线全部都是光速。而一个绝对静止的人测量出的光线速度，就会大不一样。因为光线的绝对位移在两者看来就不同，两者记载的时间流逝多少也不一样。只要迈克尔逊莫雷实验是准确无误的，光线在跟着光源一起运动的人员看来各向同性同速，那么，运动中的光源发出的各个方向的光线，其绝对速度就会完全不一样。 ◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇ ◎逆光源运动的光线不会被宇宙辐射场加速为光速 宇宙辐射电磁场能够将所有的光线、电磁波都加速为光速C。这是本文开文就提出的观点。宇宙辐射电磁场为何无法将逆光源运动方向而发射的光线加速为光速呢？ 宇宙辐射场会对任何光子沿着电磁振动发射发向进行加速，使它的速度达到光速。但有一种情况例外：这个光子的发射光源在运动中逆向发出光子时。 宇宙辐射风是处处平衡的。一个光子要想得到宇宙辐射风的加速，它就必须要具有能量。静止光源，发出的光子具有一个振动能量ε，ε=hC／波长λ。h为普朗克常数。正是这个能量，使光子被宇宙辐射风加速为光速C。 光源以V运动时，逆向发出的光子，具有一个逆振动方向的初速度V，而且由于光源在发射光子时，处于逆向运动中。光子的振动能量将大为下降，为h（C－V）／波长λ，由于能量减小，而且能量减小原因是由于光源退行远动所产生，宇宙辐射风就无法使这种低能量光子产生光速C的加速，而只能让光子得到C－V的加速。 这个光子具有逆向的初速V，又只能得到宇宙辐射风C－V的加速，所以，这个光子只能以C－2V的速度飞行。 当光源以一半光速退行时，逆向发出的光子，具有一半光速的逆向速度。能量降为hC／2*波长λ，只获得一半光速的加速。这两个速度刚好抵消。其结果是，这个光子保持静止状态，既不前进，也不后退。将一直停留在发射的原来位置不动。 随后光源发出的光子停在光源即时所在位置，光子不向前运动，也不向后运动。从发射点到光源的运动位置形成一段特殊的静止光束。 这种静止光束，没有被观察到过。原因在于没有光源能以一半光速退行。一旦光源以一半光速退行，就必然会形成静止光束。 当光源熄灭时，这段静止光束并不会消失，而是一直静止地存在于原位置，形成一个奇观。直到由于宇宙辐射压力、分子散射等原因损失了能量，慢慢地坠向地面、或消失掉。 当光源退行速度大于一半光速时，光子的逆向初速度为V，由于能量下降而获得的宇宙辐射场加速为C－V，V>C－V，光子将不仅不沿着发射方向前进，反而产生退行，由于退行速度小于光源，它将跟随着光源，在光源后面前进。当光源退行速度达到光速时，光子就不会再离开光源，粘在光源表面，跟随光源以光速退行。 对于那些高速退行的恒星，包括类星体，只要精确测量它们的光线速度，就会发现，这些光线速度必然小于光速C。 ◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇ ◎光帆偏侧率 怎么可能会有速度低于光速的光线？宇宙辐射风的速度，不是30万公里每秒吗？光子以低于辐射风的速度飞行，应该迟早会被辐射风加速到光速吧？ 光线在宇宙中飞行，有的时间长达上百亿光年。这么漫长的时间，光子在不停的被引力弯曲、被星云散射。其能量是不断减小的。对于光子来说，无论它能量多么小，它都会以宇宙辐射风的速度－－－光速前进。能量减小只会让光线的频率减小，导致波长增加，产生红移。 但对于恒星逆运动方向发出的光线，其情况就不同了。对于这些光子，它们所处的宇宙辐射电磁场，其辐射风的速度就不再是光速C，而是C－2V。光子在今后的飞行中，只能以C－2V的速度前进，再也无法达到光速。 难道竟有着不同的宇宙辐射电磁场？ 本来，宇宙辐射电磁场只有一个。但光子可以通过改变内在属性，使自已处于的宇宙辐射场的速度变化，使辐射风的速度变化。这样，就有如进入了不同的宇宙辐射电磁场。 光子的这个特殊属性，名为“光帆偏侧率”。 帆船在大海中，靠扬起的船帆被海风加速。如果帆船想获得最大的加速，就让帆同海风吹动方向垂直为90度。当海风以速度V吹拂时，只要帆船质量适当，不是太重，帆船就能达到V的速度。如果只想获得部分加速，就让帆相对于风向有一个偏转角，帆船就不会以风速V，而是小于这个速度前进。 光子在辐射场中，靠光帆来被宇宙辐射风加速。光子能量属性决定光子能量，光子的光帆偏侧率属性决定光帆同宇宙辐射风的夹角值。当光子正常发射出去时，光帆同沿着运动方向的宇宙辐射风垂直，所以能获得辐射风的全部加速力，达到光速。当光源退行时，逆向发射出的光子，光帆偏侧率属性发生改变，光帆开始偏侧，同沿着运动方向的宇宙辐射风夹角小于90角，不能获得辐射风的全部加速力，无法达到光速。 光帆偏侧率是光子的内在属性，只要光子发射出去，就不会再改变。光子的光帆，将始终同运动方向上的辐射风有一个小于九十角的夹角。这个光子，将一直以低于光速的速度前进。当光子飞行中能量下降，会产生红移，光子速度仍不变，为C－2V。 光帆偏侧率是决定光子能接收运动电磁场的辐射风加速力的程度。 光源静止，或以V运动时，同向发出光线时，光子光帆偏侧率为0。夹角为90度。光子场速为光速。逆向发出光线，光子的光帆具有偏侧度，夹角小于90度，光子场速为C－2V。 可以得出结论： 1、当光源以V运动，顺向发出光线时，光线速度为光速C，此后，飞行过程中如果光子能量下降，不会影响光线飞行速度，保持在C不变。但受使光线频率下降，波长变长，产生红移现象。 2、当光源以V运动，逆向发出光线时，光线速度为C－2V。此后，飞行过程中如果光子能量下降，不会影响光线飞行速度，保持在C－2V不变。但受使光线频率下降，波长变长，产生红移现象。 ◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆ |
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