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对广义相对论光线弯曲验证的质疑

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时任英国剑桥大学天文台台长的爱丁顿,抓住了1919年5月29日大自然提供的日全食机会,领导一组天文学家,第一次利用日全食拍照了太阳旁边的星光照片,再与相隔半年后的相同夜空星光照片对比,在1919年11月6日,爱丁顿领导的团队宣称:他们精确测量了星光经过太阳附近的偏折角,从而证明了广义相对论是正确的,这一下子便把爱因斯坦送上了神坛。随后不同国家和不同时期的科学家们,采用相同的方法又作了多次光线弯曲验证,其中也包括中国的科学家,这类多次的观测,与爱丁顿团队的观测结果一致,光线弯曲就成了广义相对论正确性的重要证明。爱丁顿团队所采用的光线弯曲验证方法,就是采用日全食时,在太阳被月球完全遮盖的瞬时几分钟的黑暗天空,把太阳周边可以看到的远方射来的星光照相做出记录,然后时隔半年,当地球公转到太阳的另一侧,在黑夜里看到同一个天空,此时拍照下这同一片天空的照片,与半年前日全食黑暗天空所拍下的照片相对比,然后分析得出光线弯曲的数据和结论,这种两次真实拍照远方星星光线的照片,再对比星星位置得出光线弯曲的结论可靠吗?咋一看似乎无懈可击,但实际上隐含着原则性错误。因为这是建立在日心说基础上的验证方法,也就是默认太阳是一个恒定不动的星体,而且所有发光的星体都是静止不动的,这就存在一个观测方法之外的基础性错误。
为了说清楚这个基础性的错误,这里要先讲一个中国古代的成语故事——刻舟求剑。说的是古代楚国有一个乘船过江的客人,船行至江心时,客人随身携带的佩剑不慎掉入江中,船家见此人既从容又很自信地拿出一把小刀,在船舷上刻了一个记号,然后告诉同船的人,他的剑是从这里掉下去的。当船行至岸边时,此人把握十足的跳入水中去打捞他丢失的佩剑,本以为可以很容易找回他丢失的那把佩剑,结果失望了。此事在旁人眼中很好笑,船早已行驶了数百丈之遥,你在江边如何能找到在江心跌落的东西?但丢佩剑的人却认为,剑在船的此处掉下,难道不应该在此处找回吗?实际上相信光线弯曲观测结果的人,就是那刻舟求剑的船客。现在回到光线弯曲验证事件上来,首先做两个系统之间一一对应的映射变换:把地球上的观测者映射成刻舟求剑故事中的丢剑人,把日全食的那一刻照相存底映射成在船舷被刻下的痕迹,把太阳系映射成故事中的载具船体,将半年后的夜空映射成过江的渡船靠近了岸边。我们现在已知,太阳系随太阳在银河系中快速游弋,速度是8.37万千米/小时,半年算作182天行程大约3.66亿千米。当你对着同一片夜空的星星,半年后在相距3.66亿千米的2个点照相对比,得出的照片难道会完全一样吗?如果还认为两张照片应该一样,那不就是成了刻舟求剑的主角了吗?相距3.66亿千米的2张照片,各自得到的夜空星星的方位,当然有角度上的差别,这个差别不是光线弯曲造成的差别,而是“刻舟求剑者”的主观心理认为太阳是静止不动造成了光线弯曲形成的差别,这个光线弯曲的结论是一个假的光线弯曲。
理解了“刻舟求剑”对光线弯曲给出的解释存在着什么样的问题,人们就可以很容易类比联想到一个常见的客观现象,你坐在剧场里看戏,你的前排坐着一个高大的人,他的头可以挡住你的部分视线,舞台上的表演者走动到你的视线被前排的人头遮挡住的时候,你一定会向左或向右移动你自己的头,以便看到舞台上演员的表演。因为部分舞台画面被遮挡住,这时你的双眼在头移动前和移动后看到的舞台画面是不同的。对于这种不同会有人认为是前排人头的吸引力太大,而使舞台上被看到的演员和道具反映出来的光线弯曲了吗?如果有人认为,事实验证了这就是前排那人的大头吸引力过大造成了光线弯曲,那么其他人会如何评价这个人呢?我个人的感觉,这位看官应该是在认知上可能有毛病。至于为什么不是光线弯曲,我就不再赘述了。


1楼2020-09-04 15:51回复