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关于引力波被验证的是是非非——科普被人文化解读的文化现象

 zsfruyi 2019-01-29

引力波的验证

引力波的验证,在物理界的天文学方面最近泛起了不小的涟漪,爱因斯坦的引力波终于得以物理证实。

1915年,爱因斯坦完成广义相对论,第二年才正式发表。广义相对论阐释了引力的本质,并预言了引力波的存在。严格意义上说,牛顿力学在此时已经被推翻。

2015年人类第一次观测到引力波是来自十几亿年前,分别是太阳质量29倍和36倍的双黑洞扰动产生的引力波。其实引力波的叫法并不完美,因为引力在广义相对论里面只是时空弯曲的表现,引力波本质只是空间的波动。就好像是水波,往平静的水面上,插入一个木棍搅动,依旧会产生涟漪的波动。

直到2017年,诺贝尔奖委员会决定把该年度物理学奖授予给在引力波探测有突出贡献的的三位科学家时。这姗姗来迟一个多世纪的诺奖,终于颁给了爱因斯坦,颁给了相对论,颁给了相对论的验证者们!

以上为引用的网络科普文章的一部分,加黑体字部分是错误的解读。现在的一些网文科普文章留神看。这篇文章充分说明了对于科学的进步的一种欣喜的态度和肯定,但是解读却暴露了这是文科生写的,物理错误太多。

类似这样的科普,后面只需加一句,这充分证明了相对论就是大道真理了,就成了玄学文章了。

“严格意义上说,牛顿力学在此时已经被推翻。”这是谬论!

牛顿力学现在依然在使用,物理界从未推翻牛顿力学。

至于牛顿理论中的天体力学部分,依然也在使用。仅仅是在应用中,需要精度更大的表达的时候,使用爱因斯坦的方法,以纠正牛顿方法的误差。牛顿的方法是基于质点的考虑,这存在几何尺寸上的误差,毕竟星球并不是很圆;同时。牛顿的方法是静态解读动态,这也是误差的来源之一。而爱因斯坦的方法,考虑了动态的影响。

爱因斯坦的方法与现实数学拟合依然还有更小一些地误差,并未做到与现实的完全数学拟合。这才导致之后的多维假说的产生。

在已验证的大尺度有限范围(计算的奇点之后的几亿年之后,几百亿光年远的范围内),两种方法定性、定量解读效果均可。纠偏使用爱因斯坦的方法更准确一些。但这样的尺度,如果距离误差一光年(9,460,730,472,580,800米)都不算误差,纠偏的意义有多大?

相对小的尺度(例如卫星定位)这种误差爱因斯坦的方法已经可实用意义的接受。对于这种相对小的尺度,牛顿的方法,误差在实用中,不可接受。例如远程导弹的误差要是以公里为单位,这是很不理想的。但是以米为单位,如0.5米,这就足够了。爱因斯坦的方法已经可以做到。

再小的尺度,通常的日常生活中的,牛顿的方法更简便、实用。用爱因斯坦的方法,只能添乱。我们并没有必要考虑小数点之后十位的数字的秒数,来确定上班的时间。

“其实引力波的叫法并不完美”。这不是物理态度。

引力波是二维的简化表达,动态才可表达三维特征。

引力场是三维的表达,动态可以表达四维时空效果。就像我们实际见到的水波一样。

这不存在是否完美问题,是需要应用的场合问题。科学不存在完美与不完美的问题,而是是否方便解读,方便发展的问题。

牛顿的万有引力这种提法,由于是受到西方古代数理大一统思想和宗教文化的影响,有些人文性的不妥。在上世纪初悄然改变为引力,去掉了万有。但引力是一维线性的概念。

引力波是二维概念,引力场是三维概念;再增加动态,就再增加一个理解的维度。说的都是同样的事情。

看到日食背后的星光这种验证,仅仅证明了时空的弯曲。这是时空弯曲的一个线性的局部;而验证引力波的进步在于,证明这个弯曲的细节,存在波动了。而非简单的线性理解了。这是放大一个维度的效果。而波动的完全解读,需要三维动态的波,也就是四维时空了。

“引力波本质只是空间的波动。”解读错误,是时空的波动,且暂时来说是一种比喻。

无论空间还是时空,都是数学拟合的表达。并不是物质本身,都是数学概念,一种数学意义的前提假设,并不物质性的存在。

欧氏几何的三维空间概念,是无限平直的概念;而时空,是四维概念,现在证实如果四维时空是有弯曲的,才能进一步准确拟合现实的观测的实体部分的现象。

空间的波动,这种解读并不物理,也不数学。同时,时空的波动,需要证实引力子之后,才能证实弯曲时空的物质性,否则仅仅是数学性的比喻表达。

物理,是说明物的理,这个物要求已经证实存在。但现在并未证实引力子存在!

就好像是水波,往平静的水面上,插入一个木棍搅动,依旧会产生涟漪的波动。”

时空弯曲与波动,用水波仅仅是一种物理比喻,形态上的拟合,以及数学拟合性质的相似。

但水波与引力波产生的机理完全不同,至今引力的本质并不清楚,引力是时空弯曲的表现,还是时空弯曲是引力的表象或者是其他原因?这并不明确,仅仅是爱因斯坦的理论认为,引力是时空弯曲的表象。但引力子并未证实,那么这个观点待验证!

是什么造成的时空弯曲?我们现在暂时还需借用引力这个定义。

除非证实了引力子的存在,否则,引力的性质或者说弯曲时空的物理本质依然无法解释。

时空弯曲是一种数学拟合的表达方式,这个弯曲不能直接看见或观测。而是通过间接方法,看到其产生的效果,从而间接证实它的数学拟合意义。

就像声波,声波的物理性质是声源的震动导致介质波动从而传递声音。而用声波这种数学拟合方法,我们可以很好地解释、描述、计算声音的运动的性质,但是,从没有一个“声波子”这种物质沿着声波运动,也就是没有声波这种物质。声波,仅仅是声音的一种合适的数学拟合方法;而声音的物理本质则是声源的震动及介质的被动震动,与声波这种数学方法无关,与不存在的声波子无关。

那么,是否存在引力子,将决定引力或弯曲时空、引力波到底是一种实际的物质,还是仅仅是如声波一样的一种数学拟合方法;若都不是,还有其他可能性。

这个区别很关键,间接证实引力波,仅仅是证实引力波这种数学拟合方法如声波一样,有实际应用解读意义。但是,引力波是否是实实在的物质,还仅仅是一种好用的数学拟合方法,这需要等待引力子的证实。这事情,物理证实并未搞定。

在引力子证明之前,引力、引力波、引力场、时空弯曲,这依然还仅仅是一种实用的数学拟合方法,而非物质。

如果证实引力子的存在,弯曲时空的网格线就是一种我们不易或不能观察测量的真实物质,引力的本质问题才算解决;而如果引力子被证实不存在,那么引力波就仅仅是如声波一样的方便数学使用的方法,而解释引力的物理本质,还需另外的解读。解决这事情还早着呢。

有关引力波的效果图

关于引力波被验证的是是非非——科普被人文化解读的文化现象

引力波验证的动态效果图--非实际图像(图1)

关于引力波被验证的是是非非——科普被人文化解读的文化现象

引力波静态效果图--非实际图像(图2)

这俩是效果图,图1突出了引力波扩展、衰竭的动态;图2突出了引力波弯曲时空的静态表达。缺少了一个表达维度。

关于引力波被验证的是是非非——科普被人文化解读的文化现象

这张照片不清楚是否为合成图,但是依稀显示了引力波的扩散效果(图3)

引力波是爱因斯坦广义相对论中的重要推论。按照广义相对论计算,双星互相绕转发出引力辐射,它们的轨道周期就会因此而变短。

通过图像可以看出部分物质密集区的螺旋扩展状态。

也就是说,引力波的验证依然是间接验证。就如通过看海浪上飘动的帆船的效果,来说明波浪的存在一样,是间接验证引力波的存在。

关于引力波被验证的是是非非——科普被人文化解读的文化现象

两个震动源的水波照片(图4)

这是理想状态的两个同质水波的干涉效果。这是三维动态波干涉的三维静态表达。现在你可以理解图1、图2的缺陷了吧。这俩张图,都是突出一个四维波的某些侧面的表达。图中验证引力波的效果图,存在这种问题:四维时空的引力场形成的不会是静止的弯曲的象一个沟似的曲面,而是波动的面。

关于引力波被验证的是是非非——科普被人文化解读的文化现象

引力波的理论解读(图5)

从这张图中,可以看出,引力波不仅存在波峰、波谷的衰竭的现象,且存在周期也在加长的衰竭现象。是典型的衰竭波。也就是引力场的波动随距离在减小。

引力波是二维切面的静态或动态的表达。引力场是三维的静态或动态表达。

这就是验证引力波的物理意义。是一种验证的进步。但距离解决引力或引力波是什么这个问题,还有差距!

待续。。。。。。

明天提供一个利用太阳系数据验证引力波的实验方法。验证引力波,何必这么麻烦。我原来还以为早验证了呢。

同时顺便可以解释一下旅行者号在木星为何“不明原因”的突然变轨,据说西方科学家没搞明白这事情。相对论学的还是不够啊,明天公布答案。哈哈,“民科”要发飙。放心,我用数学方法解读,你可以找毛病。

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