对论的验证。
相对论早期三大实验验证有一个光线弯曲的实验验证,说的是星光经过太阳旁边时要产生偏折,牛顿理论
认为太阳对光线有引力作用,使经过太阳旁边的光线发生偏折,计算出的偏折角为
。相对论也认为光线
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经过太阳旁边也要发生偏折现象,所不同的是,相对论认为光线偏折的原因不是引力作用,而是时空弯曲,在
太阳这样的太质量天体附近,空间弯曲了,时间弯曲了,光线在弯曲的时空中穿行,等价于光线弯曲。相对论
计算出的星光掠过太阳表面产生的偏折角值为
折角值更符合实际观测值。
,恰好是牛顿偏折角值的两倍。实验观测表明,相对论的偏
1.75
相对论对星光掠过太阳表面的偏折角计算值与实际观测值虽然比较吻合,但不能因此就说相对论对光线偏
折角产生原因解释及其计算就是正确的,比方说, 2 算成2 + 2,结果是对的,但要说计算方法是对的那就错
2
2
了,显然,
,因此把该观测实验说成是对相对论的验证实在有些牵强。一开始,爱因斯坦提出的偏折
3 3+3
角值也是牛顿的计算值
,后来,为了显示与牛顿理论的不同,“天才”的爱因斯坦在不知什么“神”的提
0.875
示下,把偏折角值提高了一倍,又恰好与后来的实验观测值相吻合,运气好到了极点!可是,爱因斯坦却没能
向人们展示这一伟大创举的清晰思路。
1.75
笔者认为,用经典理论同样可以解释和计算出实验观测到的星光掠过太阳表面偏折角
方法一:
。
引力引起的光线偏折角的计算:设想星光与太阳表面相切,即星光在太阳表面作平抛运动,这时光线的运
动可分解为两个:水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
v = c
水平方向的分速度:
x
0
v = gt
竖直方向的分速度:
y
vy
vx c0
gt
tga =
=
运动方向:
为平均加速度。随着受力体与引力源的距离的不同而不同,一段高度内的平均加速度是高度两个段点的
g
GM GM GM
r
加速度的积的平方根,计算公式为
。在本题中, 为太阳半径, 为日地
R
g = gR gr =
=
RR rr
Rr
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