牛頓距離與愛因斯坦距離的不同帶來的問題

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


眾所周知,關(guān)于時間與空間,牛頓認為時間和空間都是的絕對的。并且牛頓認為空間是平直的。因此時間和空間都是絕對不變的。而愛因斯坦認為,時間和空間都是相對的。因此,時間可以膨脹,空間也可以彎曲。盡管如此,對愛因斯坦來說也有一個絕對不變的東西,就是“光速”。時間和空間都可以變,唯一不變的就是光速。

我們知道:“距離是速度與時間的乘積”。因此,如果用光時換算距離的話,就會產(chǎn)生出兩個距離。一個是“牛頓距離”,一個是“愛因斯坦距離”。這兩個距離可以是不同的,而且在宇宙尺寸的大距離上肯定不同。

例如,就牛頓距離而言,兩個相距1萬光年的天體的線性長度距離就是用1萬光年的時間乘以光速得到的距離。但是,對愛因斯坦距離而言就不那么簡單了。首先,愛因斯坦的時間是可以膨脹的。如果在兩個天體之間的時間膨脹了萬分之一,那么,牛頓的一萬光年與愛因斯坦的1萬光年就不相等了。愛因斯坦的10000光年就應(yīng)該是牛頓的10001光年。顯然,這樣換算成線性長度距離之后,牛頓距離與愛因斯坦距離可就相差非常遠了。不僅如此,因為牛頓的空間是平直的,所以,光線在牛頓空間里走的是“直線”。而愛因斯坦的空間是彎曲的,光線在愛因斯坦空間里走的應(yīng)該是“弧線”。那么直線距離又是多少呢?在愛因斯坦的時空中,時間和空間都是變數(shù)。因此我們就不得不問:到底是用愛因斯坦的時間和空間計算出來的線性距離符合客觀事實呢還是用牛頓的時間和空間計算出來距離符合客觀事實?更重要的問題是:當(dāng)我們在進一步研究宇宙中與超遠距離有關(guān)的現(xiàn)象時,到底應(yīng)該是使用牛頓的距離還是使用愛因斯坦的距離呢?

從上面的說明不難理解,牛頓和愛因斯坦這兩個距離之間的“差”在越小的空間距離上越不明顯,但在越大的空間距離上越明顯。而且這個差的變化似乎隨著距離的增加呈現(xiàn)加速膨脹的趨勢。這讓我們不能不聯(lián)想到所謂宇宙膨脹的理論。從現(xiàn)象上講宇宙膨脹與牛頓距離和愛因斯坦距離之間的差的變化形式非常相似。這自然就會讓我產(chǎn)生出這樣的疑問:“宇宙加速膨脹”的結(jié)論到底是來自宇宙真的在加速膨脹呢,還是因為在計算過程中出現(xiàn)的愛因斯坦距離與牛頓距離之間的差造成的假象?有關(guān)暗物質(zhì)和暗能量的問題也是如此。為什么在距離地球遙遠的地方才會出現(xiàn)這些情況,而在地球附近的太陽系卻看不出有加速膨脹和暗物質(zhì)及暗能量之類的現(xiàn)象呢?是不是在把光年換算成線性距離的時候出現(xiàn)的差錯造成的?這難道不是一個值得懷疑和重新考慮的問題嗎?

至少我們需要知道的是,在當(dāng)今的宇宙學(xué)理論和研究中使用的“距離”到底是愛因斯坦距離還是牛頓距離。宇宙膨脹到底是牛頓距離上的膨脹還是愛因斯坦距離上的膨脹。如果把它們混用的話,一定是會出現(xiàn)問題和造成混亂的。

馬海飛


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