太阳使光线偏移为什么不解释为太阳引力对光线的作用,用牛顿公式可以吗?

bdqnwqk5个月前问题19

空城计是三国演义中大家耳熟能详的一个经典故事。诸葛亮使出空城计,实在是出于无奈,他没有预料到司马懿的兵临城下。于是,只好打开城门,让老弱病残的士兵在城门口打扫?街道,而诸葛亮自己,则在城楼上弹琴演奏。

反观司马懿,由于生性多疑,而且其具有“诸葛一生唯谨慎”的固有观念。于是,他担心城中有埋伏,放弃了千载难逢的大好机会,居然撤兵了。

爱因斯坦在利用光线弯曲实验,证明广义相对论时,也无意识地运用了空城计,使该理论获得了轰动的效应。该实验,不仅使广义相对论得到了理论界的承认;而且,还使其本人,在一夜之间,就成为了家喻户晓的新闻人物。

爱因斯坦于1916年,发表了广义相对论。为了证明该理论的正确,爱因斯坦提出了三个经典的验证实验,它们是水星剩余进动、光线弯曲和引力红移。

在这三个实验中,水星每百年43秒的剩余进动早已是世人皆知的。因此,难免有凑数的嫌疑。毕竟,爱因斯坦最初对水星的计算,只有十几秒的进动。而引力红移现象,因为其效应太小,导致实验的难度很大。在当时,对太阳上?的引力红移观测结果,是不利于广义相对论的。

于是,光线弯曲实验是证明广义相对论的关键验证。然而,实际上不仅牛顿的万有引力也能得出光线弯曲现象,即便是在弯曲的数值上也是与广义相对论完全相同的,它们都是1.74秒。

没错,光线被太阳弯曲的角度,用万有引力公式计算出的结果也是1.74秒,而不是大家误以为的0.87秒。

在牛顿的时代,光被认为是与物质截然不同的物体,其具有波的性质。因而,在观念上,类似司马懿固守诸葛谨慎的观念,认为光是不受万有引力影响的。

此外,光的直线传播,在人们的心目中早已是根深蒂固的。因此,广义相对论提出光线弯曲,具有很大的戏剧性效果,让人感到非常神奇。殊不知,光也具有粒子性,其能量也可以因受到万有引力的吸引,而使其传播的路径发生变化。

正是因为如此,才使得广义相对论可以与万有引力公式进行比较,认为通过实验可以鉴别上述两种理论究竟哪一个是更为正确的。

然而,在当时,之所以认为万有引力公式只能计算出广义相对论一半的弯曲值,是因为只考虑了引力的横向拉力,却忽视了引力纵向的作用。

为了避免太阳光的影响,实际观测的范围是距离太阳10至20个太阳半径的距离区间。因此,光子的受力,是光子与太阳的连线,其与光线传播的方向和光线横向连接太阳的距离成三角形。

受力的连线是三角形的斜边,受力的两个分量则分别是三角形的两条直角边,它们分别等于斜边的正弦和余弦。通常人们认为,光线只受到太阳横向的拉力。

然而,实际上太阳纵向的引力,也会引起光线的折射。而且,我们无论是对引力的正弦还是余弦积分,得到光线弯曲的数值是完全一样的。

因为,光线接近太阳时,就好比是进入光疏媒介;光线离开太阳时,就类似于进入光密媒介。

这是因为,太阳的热辐射☢️,使其附近的空间形成了热的梯度分布。这就是我们常说的引力场。空间量子的温度越高,其与光子的碰撞机会就越小,从而等效于空间密度的降低。

总之,如果我们不再固守光线直行的观念,如果我们不再忽略引力的纵向效应,那么牛顿的万有引力公式也一样可以预言光线的弯曲。而且,其弯曲的数值与广义相对论完全相同。

于是,光线弯曲实验对于上述两个理论是不可分辨的,其并不具有判别的作用。只是我们以为万有引力公式不行,从而使广义相对论得到了“验证”。

这与司马懿中了诸葛亮的空城计,有异曲同工之处。由此,我们也可以看?到,观念对于人类的认识是非常重要的。正所谓,你看到的,是你想要看到的,而不是你真正看到的。

太阳的引力使光线偏移,理论上可以说得通。但是光子理论上没有质量,因此引力不会起作用。我是偏向认为光子有质量,只不过质量太小,我们观察不到。如果光子有质量,您的结论就是正确的。