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關(guān)于引力波被驗證的是是非非——科普被人文化解讀的文化現(xiàn)象

 zsfruyi 2019-01-29

引力波的驗證

引力波的驗證,在物理界的天文學(xué)方面最近泛起了不小的漣漪,愛因斯坦的引力波終于得以物理證實。

1915年,愛因斯坦完成廣義相對論,第二年才正式發(fā)表。廣義相對論闡釋了引力的本質(zhì),并預(yù)言了引力波的存在。嚴(yán)格意義上說,牛頓力學(xué)在此時已經(jīng)被推翻。

2015年人類第一次觀測到引力波是來自十幾億年前,分別是太陽質(zhì)量29倍和36倍的雙黑洞擾動產(chǎn)生的引力波。其實引力波的叫法并不完美,因為引力在廣義相對論里面只是時空彎曲的表現(xiàn),引力波本質(zhì)只是空間的波動。就好像是水波,往平靜的水面上,插入一個木棍攪動,依舊會產(chǎn)生漣漪的波動。

直到2017年,諾貝爾獎委員會決定把該年度物理學(xué)獎授予給在引力波探測有突出貢獻的的三位科學(xué)家時。這姍姍來遲一個多世紀(jì)的諾獎,終于頒給了愛因斯坦,頒給了相對論,頒給了相對論的驗證者們!

以上為引用的網(wǎng)絡(luò)科普文章的一部分,加黑體字部分是錯誤的解讀?,F(xiàn)在的一些網(wǎng)文科普文章留神看。這篇文章充分說明了對于科學(xué)的進步的一種欣喜的態(tài)度和肯定,但是解讀卻暴露了這是文科生寫的,物理錯誤太多。

類似這樣的科普,后面只需加一句,這充分證明了相對論就是大道真理了,就成了玄學(xué)文章了。

“嚴(yán)格意義上說,牛頓力學(xué)在此時已經(jīng)被推翻?!边@是謬論!

牛頓力學(xué)現(xiàn)在依然在使用,物理界從未推翻牛頓力學(xué)。

至于牛頓理論中的天體力學(xué)部分,依然也在使用。僅僅是在應(yīng)用中,需要精度更大的表達的時候,使用愛因斯坦的方法,以糾正牛頓方法的誤差。牛頓的方法是基于質(zhì)點的考慮,這存在幾何尺寸上的誤差,畢竟星球并不是很圓;同時。牛頓的方法是靜態(tài)解讀動態(tài),這也是誤差的來源之一。而愛因斯坦的方法,考慮了動態(tài)的影響。

愛因斯坦的方法與現(xiàn)實數(shù)學(xué)擬合依然還有更小一些地誤差,并未做到與現(xiàn)實的完全數(shù)學(xué)擬合。這才導(dǎo)致之后的多維假說的產(chǎn)生。

在已驗證的大尺度有限范圍(計算的奇點之后的幾億年之后,幾百億光年遠的范圍內(nèi)),兩種方法定性、定量解讀效果均可。糾偏使用愛因斯坦的方法更準(zhǔn)確一些。但這樣的尺度,如果距離誤差一光年(9,460,730,472,580,800米)都不算誤差,糾偏的意義有多大?

相對小的尺度(例如衛(wèi)星定位)這種誤差愛因斯坦的方法已經(jīng)可實用意義的接受。對于這種相對小的尺度,牛頓的方法,誤差在實用中,不可接受。例如遠程導(dǎo)彈的誤差要是以公里為單位,這是很不理想的。但是以米為單位,如0.5米,這就足夠了。愛因斯坦的方法已經(jīng)可以做到。

再小的尺度,通常的日常生活中的,牛頓的方法更簡便、實用。用愛因斯坦的方法,只能添亂。我們并沒有必要考慮小數(shù)點之后十位的數(shù)字的秒數(shù),來確定上班的時間。

“其實引力波的叫法并不完美”。這不是物理態(tài)度。

引力波是二維的簡化表達,動態(tài)才可表達三維特征。

引力場是三維的表達,動態(tài)可以表達四維時空效果。就像我們實際見到的水波一樣。

這不存在是否完美問題,是需要應(yīng)用的場合問題??茖W(xué)不存在完美與不完美的問題,而是是否方便解讀,方便發(fā)展的問題。

牛頓的萬有引力這種提法,由于是受到西方古代數(shù)理大一統(tǒng)思想和宗教文化的影響,有些人文性的不妥。在上世紀(jì)初悄然改變?yōu)橐?,去掉了萬有。但引力是一維線性的概念。

引力波是二維概念,引力場是三維概念;再增加動態(tài),就再增加一個理解的維度。說的都是同樣的事情。

看到日食背后的星光這種驗證,僅僅證明了時空的彎曲。這是時空彎曲的一個線性的局部;而驗證引力波的進步在于,證明這個彎曲的細節(jié),存在波動了。而非簡單的線性理解了。這是放大一個維度的效果。而波動的完全解讀,需要三維動態(tài)的波,也就是四維時空了。

“引力波本質(zhì)只是空間的波動。”解讀錯誤,是時空的波動,且暫時來說是一種比喻。

無論空間還是時空,都是數(shù)學(xué)擬合的表達。并不是物質(zhì)本身,都是數(shù)學(xué)概念,一種數(shù)學(xué)意義的前提假設(shè),并不物質(zhì)性的存在。

歐氏幾何的三維空間概念,是無限平直的概念;而時空,是四維概念,現(xiàn)在證實如果四維時空是有彎曲的,才能進一步準(zhǔn)確擬合現(xiàn)實的觀測的實體部分的現(xiàn)象。

空間的波動,這種解讀并不物理,也不數(shù)學(xué)。同時,時空的波動,需要證實引力子之后,才能證實彎曲時空的物質(zhì)性,否則僅僅是數(shù)學(xué)性的比喻表達。

物理,是說明物的理,這個物要求已經(jīng)證實存在。但現(xiàn)在并未證實引力子存在!

就好像是水波,往平靜的水面上,插入一個木棍攪動,依舊會產(chǎn)生漣漪的波動?!?/strong>

時空彎曲與波動,用水波僅僅是一種物理比喻,形態(tài)上的擬合,以及數(shù)學(xué)擬合性質(zhì)的相似。

但水波與引力波產(chǎn)生的機理完全不同,至今引力的本質(zhì)并不清楚,引力是時空彎曲的表現(xiàn),還是時空彎曲是引力的表象或者是其他原因?這并不明確,僅僅是愛因斯坦的理論認為,引力是時空彎曲的表象。但引力子并未證實,那么這個觀點待驗證!

是什么造成的時空彎曲?我們現(xiàn)在暫時還需借用引力這個定義。

除非證實了引力子的存在,否則,引力的性質(zhì)或者說彎曲時空的物理本質(zhì)依然無法解釋。

時空彎曲是一種數(shù)學(xué)擬合的表達方式,這個彎曲不能直接看見或觀測。而是通過間接方法,看到其產(chǎn)生的效果,從而間接證實它的數(shù)學(xué)擬合意義。

就像聲波,聲波的物理性質(zhì)是聲源的震動導(dǎo)致介質(zhì)波動從而傳遞聲音。而用聲波這種數(shù)學(xué)擬合方法,我們可以很好地解釋、描述、計算聲音的運動的性質(zhì),但是,從沒有一個“聲波子”這種物質(zhì)沿著聲波運動,也就是沒有聲波這種物質(zhì)。聲波,僅僅是聲音的一種合適的數(shù)學(xué)擬合方法;而聲音的物理本質(zhì)則是聲源的震動及介質(zhì)的被動震動,與聲波這種數(shù)學(xué)方法無關(guān),與不存在的聲波子無關(guān)。

那么,是否存在引力子,將決定引力或彎曲時空、引力波到底是一種實際的物質(zhì),還是僅僅是如聲波一樣的一種數(shù)學(xué)擬合方法;若都不是,還有其他可能性。

這個區(qū)別很關(guān)鍵,間接證實引力波,僅僅是證實引力波這種數(shù)學(xué)擬合方法如聲波一樣,有實際應(yīng)用解讀意義。但是,引力波是否是實實在的物質(zhì),還僅僅是一種好用的數(shù)學(xué)擬合方法,這需要等待引力子的證實。這事情,物理證實并未搞定。

在引力子證明之前,引力、引力波、引力場、時空彎曲,這依然還僅僅是一種實用的數(shù)學(xué)擬合方法,而非物質(zhì)。

如果證實引力子的存在,彎曲時空的網(wǎng)格線就是一種我們不易或不能觀察測量的真實物質(zhì),引力的本質(zhì)問題才算解決;而如果引力子被證實不存在,那么引力波就僅僅是如聲波一樣的方便數(shù)學(xué)使用的方法,而解釋引力的物理本質(zhì),還需另外的解讀。解決這事情還早著呢。

有關(guān)引力波的效果圖

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引力波驗證的動態(tài)效果圖--非實際圖像(圖1)

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引力波靜態(tài)效果圖--非實際圖像(圖2)

這倆是效果圖,圖1突出了引力波擴展、衰竭的動態(tài);圖2突出了引力波彎曲時空的靜態(tài)表達。缺少了一個表達維度。

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這張照片不清楚是否為合成圖,但是依稀顯示了引力波的擴散效果(圖3)

引力波是愛因斯坦廣義相對論中的重要推論。按照廣義相對論計算,雙星互相繞轉(zhuǎn)發(fā)出引力輻射,它們的軌道周期就會因此而變短。

通過圖像可以看出部分物質(zhì)密集區(qū)的螺旋擴展?fàn)顟B(tài)。

也就是說,引力波的驗證依然是間接驗證。就如通過看海浪上飄動的帆船的效果,來說明波浪的存在一樣,是間接驗證引力波的存在。

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兩個震動源的水波照片(圖4)

這是理想狀態(tài)的兩個同質(zhì)水波的干涉效果。這是三維動態(tài)波干涉的三維靜態(tài)表達?,F(xiàn)在你可以理解圖1、圖2的缺陷了吧。這倆張圖,都是突出一個四維波的某些側(cè)面的表達。圖中驗證引力波的效果圖,存在這種問題:四維時空的引力場形成的不會是靜止的彎曲的象一個溝似的曲面,而是波動的面。

關(guān)于引力波被驗證的是是非非——科普被人文化解讀的文化現(xiàn)象

引力波的理論解讀(圖5)

從這張圖中,可以看出,引力波不僅存在波峰、波谷的衰竭的現(xiàn)象,且存在周期也在加長的衰竭現(xiàn)象。是典型的衰竭波。也就是引力場的波動隨距離在減小。

引力波是二維切面的靜態(tài)或動態(tài)的表達。引力場是三維的靜態(tài)或動態(tài)表達。

這就是驗證引力波的物理意義。是一種驗證的進步。但距離解決引力或引力波是什么這個問題,還有差距!

待續(xù)。。。。。。

明天提供一個利用太陽系數(shù)據(jù)驗證引力波的實驗方法。驗證引力波,何必這么麻煩。我原來還以為早驗證了呢。

同時順便可以解釋一下旅行者號在木星為何“不明原因”的突然變軌,據(jù)說西方科學(xué)家沒搞明白這事情。相對論學(xué)的還是不夠啊,明天公布答案。哈哈,“民科”要發(fā)飆。放心,我用數(shù)學(xué)方法解讀,你可以找毛病。

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