“爱丁顿日全食观测”,提供了一个思路,验证“时空弯曲”理论,认为引力可以弯曲光线。
通过分析,这样验证“时空弯曲”,其实是分析理解错误:是光传播时间差导致实际天体位置与影像位置偏差。
天体处于同心轨道等特殊情况下,影像的连线与实际天体位置的连线,两条线汇聚于观测点,可以得到喇叭型曲线。但是,这种曲线没有实际意义,不说明时空弯曲,也没有包括观测区域内所有天体。
实际天体位置不会因为观测改变,空间没有弯曲;那么,时间弯曲了吗?观测点到天体本身有距离,两者的时间本来不一致,不能以观测点的时间为基准,也不能说由此导致的时间现象为“弯曲”。
这是造成“时空弯曲”错误理解的一个源头。
其中的关键是,分析产生的曲线没有包括观测区域内所有天体,曲线就没有意义。
但是,上述没有实际意义的喇叭型曲线,由于被错误地用来“验证”“时空弯曲”,成为引用来分析其它现象的工具,造成新的理解错误。
下面看一个引用分析例子。
“弹道抛物线轨迹说明时空弯曲”
在可见光观测星空的分析中,光的传播时间差会导致空间对于光产生“折射率”,导致影像与实体的偏差。
本质上,这是光子在空间中运动需要时间带来的。于是,想到实体物质的空间运动,其实也需要时间,也会带来时间差。
因此,实体物质的空间运动也可能发生了某种偏折。当同一物质以快速度和慢速度,在空间观测点与目标点之间运动时,偏折率应该不同。
由于在这种情况下,只有实体物质,没有影像,那么,到底这种偏折,意味着什么、对应着什么现象呢。——“时空弯曲”!
在日常经验中,实体物质的空间运动,有一个典型的现象是发射物的运动,物质运动轨迹是弹道抛物线。
分析子弹的运动情形,确实,在引力的作用下,轨迹是曲线,而且,子弹初速度大小不一样,曲线曲率不同,子弹到达目标所需的时间也不一样。
这种现象,似乎与前面星光导致的“时空弯曲”现象,有某种一致性。
但是,需要明确,空间不会因为光成像位置偏折而弯曲。而时间的差异现象是时间基准本身的特点,也不能说弯曲。观测中的现象,是“时间与位置无关”这种日常观念背景下发现的“诧异”现象,其实是宇宙空间正常现象。
观测点不同,这种影像偏差情况不同。一切取决于观测点选择,也就是观测点与被观测天体的相对位置。这大概是爱因斯坦理论被冠以“相对”二字的概念源头。
弹道抛物线,产生根本原因是引力,曲线曲率与运动物体的初速度有关。
如果把这个原因,再拿去解释前面“爱丁顿”现象,说明偏折是引力导致的,其实有循环论证之嫌。应该理解为,子弹运行快、慢取决于子弹重量或者说引力、初速度等因素,影响起点与目标间的时间差。这个时间差和曲线偏差有关。
本来影像与天体位置的偏差,是观测点位置决定的,主要与相对距离有关。假设光速一定,定值光速只是反应时差的工具,这种时差,可以用任何物体的运动反应。
结论应该是,观测点的位置是导致偏差的原因,如果观测点的移动速度、位置均与天体一致,也就是,天体本身即是观测位置,那么根本不存在偏差,也就不存在任何弯曲问题。时空弯曲无从谈起。
对于弹道抛物线,如果观测参照点是子弹本身,那么,一样没有时空弯曲这个问题。子弹本身就是在这个时空路径上运动,观测者看到弹道弯曲着,但子弹本身不这么看。它会认为是在类似直线的最短路径上运动。
因此,要谈论时空到底弯曲了没有,参照点是关键,对宇宙物质世界来讲,只要不以人的固定观测点为中心,那么,基本上没有时空弯曲这个问题。其中例外情况是,如果能够证明宇宙有一个或多个时空起始点。那么,以时空起点为参照,看到的宇宙时空很有可能是弯曲的。
与爱因斯坦的广义相对论有关的时空弯曲思想,必须明确,这是固定观测点,有时间基准带来的结果。宇宙物质世界是否有原始的时间基准,与类似宇宙大爆炸这样的宇宙起源理论有关。如果发生了宇宙大爆炸,那么,相对于那个起始点来说,宇宙时空确实是弯曲的。可能,从那个起始点看到的宇宙图景,与地球看到的宇宙图景相差无几,因为时空都是扭曲的。
如果宇宙不是起源于宇宙大爆炸,那么,宇宙可能本身没有固定的基准,就没有时空是否弯曲这个问题。
因此,关于宇宙时空是否弯曲这个问题,如果参照点是宇宙物质世界里的物质本身,那么,可以认为没有弯曲。物质总是沿最短路径运动。
但是,如果以固定参照点为基准,那么时空是曲折混乱的,看起来物质运动是走弯折路线的。就像看星空,星星的运动方向和相对路径千差万别。
如果,宇宙大爆炸理论正确,宇宙有时空起点,时空曲线也可能有某种规律性。
弹道抛物线运动,是其中的特殊情况。曲线是特殊曲线,是以地面固定位置为参照,看到的“时空弯曲”现象。如果,要在宇宙物质世界背景下,也认为它也是弯曲的,宇宙必须要有一个原始的时空起点。目前,比较一致认可的理论,是宇宙大爆炸理论,定义了时空起点。
时间、空间是不可分割的。相对位置决定空间,不同位置有不同的时间基准。时空是否弯曲,取决于参照点,取决于观测点与被观测宇宙物质、天体的相对位置,如果观测点就是被观测宇宙物质、天体,那么,时空不存在弯曲问题。
时空弯曲是一个相对概念。孤立说时空是否弯曲,容易糊涂。即正确也错误,需前提。
而在固定参照点,观测宇宙,时空弯曲没有什么优美曲线,分布是混乱的。
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