用光速可變簡(jiǎn)化天文現(xiàn)象的解釋,并推理宇宙背景輻射

1、論光速?zèng)]錯(cuò)我是來(lái)踢館的，有不和邏輯的地方可以指出來(lái)，禁止評(píng)論和移動(dòng)到別處算什么英雄！序：光速可變嗎？這是個(gè)古老的話題，不管承認(rèn)與否，爭(zhēng)論就從沒(méi)有休止過(guò)。不管如何爭(zhēng)論，答案只有一個(gè)，不是理論是無(wú)可爭(zhēng)辯的真理。 在討論這個(gè)問(wèn)題之前我們要弄明白什么是光速不變什么是光速可變。光在兩個(gè)不同的參考系中都以恒定的光速c運(yùn)行，光子的運(yùn)動(dòng)符合洛倫茲變換，這是光速不變，并由此得出相對(duì)論，是相對(duì)論和現(xiàn)代天文學(xué)的基礎(chǔ)。光子的運(yùn)動(dòng)在不同的參考系中符合伽利略變換，這是光速可變。事實(shí)上，這也是遙遠(yuǎn)的波和粒子的爭(zhēng)辯。最初，根據(jù)同水波和聲波類比得出光是以太的波動(dòng)及光速不變的最初理念。之后麥克斯韋波動(dòng)方程及洛倫茲變換全面提出了光

2、速不變理論。再之后根據(jù)邁克爾遜莫雷實(shí)驗(yàn)得出光速不變和以太不存在的結(jié)論。最后狹義相對(duì)論對(duì)此作了全面解釋，鞏固了光速不變的地位，最終導(dǎo)致上個(gè)世紀(jì)的天文學(xué)家沒(méi)有考慮過(guò)光速可變。我最初開始思考這個(gè)問(wèn)題是幾年前，某天看探索發(fā)現(xiàn)的時(shí)候說(shuō)道：哈勃望遠(yuǎn)鏡對(duì)著太空中的某一普通黑色區(qū)域觀測(cè)了一個(gè)星期，發(fā)現(xiàn)里面有成千上萬(wàn)個(gè)銀河系這樣的星系，而那片黑色區(qū)域在天空中只是那么一個(gè)點(diǎn)而已。還說(shuō)道目前觀測(cè)到的最遙遠(yuǎn)的星系正以二十七八萬(wàn)千里每秒的速度遠(yuǎn)離我們，非常接近光速。之后想象宇宙有多大的時(shí)候差點(diǎn)燒壞腦子，瞬間感受到地球和人類文明的渺小，然后想到既然最遙遠(yuǎn)的正以接近光速的速度遠(yuǎn)離我們，有沒(méi)有可能還存在其他的星系但是同我們的

3、相對(duì)速度超過(guò)光速所以就看不到了，而宇宙就像一個(gè)大蛋糕，我們能看到的只是其中的一部分，剩下有很大的一部分是看不到的，并且神奇的是我們還不知道這個(gè)蛋糕有多大。帶著這些疑惑我去查閱相關(guān)資料，然后就接觸了光速不變理論，兩個(gè)參考系里同一束光的速度恒定不變?yōu)閏，想都不用想就知道會(huì)產(chǎn)生出各種燒腦復(fù)雜的理論和限制，且結(jié)合微波背景輻射推測(cè)出地球相對(duì)于宇宙的運(yùn)行速度為幾百千米每秒，同二十七八萬(wàn)千米來(lái)說(shuō)微不足道，這樣一來(lái)地球就可能成了宇宙的中心，任我再怎么自大也不敢這樣想，且這理論也并不能回答我宇宙到底有多大和為什么最遙遠(yuǎn)的星系正以接近光速的速度遠(yuǎn)離我們這些問(wèn)題，并且最重要的這是個(gè)理論不是真理。百科里介紹光速不變及

4、相對(duì)論的時(shí)候，說(shuō)光速不變是一個(gè)假設(shè)。之后我查了一下光速不變理論產(chǎn)生的整個(gè)過(guò)程，了解之后發(fā)現(xiàn)光速可變也行得通，尤其是莫雷實(shí)驗(yàn)，完完全全是光速可變的理論依據(jù)（下文慢慢解釋）。所以我果斷拋棄光速不變，開始思考光速可變的種種，結(jié)果發(fā)現(xiàn)它完全可以更加簡(jiǎn)單的解釋天文學(xué)上的種種現(xiàn)象，甚至都可以說(shuō)這些現(xiàn)象簡(jiǎn)潔的都可以是光速可變理論的證據(jù)，并打開了另一片廣闊的天地，在這里微波背景輻射可以推導(dǎo)出來(lái)，甚至萬(wàn)有引力也可以解釋。最最重要的是，可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證它是不是真理。在討論之前要說(shuō)明一點(diǎn)，我并沒(méi)有貶低任何一位科學(xué)家的意思，尤其是愛因斯坦，他們生活的時(shí)代有屬于他們時(shí)代的局限，很多現(xiàn)代得到的結(jié)論和現(xiàn)象他們不清楚，得到的

5、結(jié)論也不一定能夠完全準(zhǔn)確。且經(jīng)典容得起質(zhì)疑，而且類似于光速是可變還是不可變這樣的問(wèn)題的答案是唯一的，真理是存在的。應(yīng)該批判的是把還沒(méi)被證明是完全正確的理論當(dāng)做經(jīng)典和真理一樣教授給大家，或因?yàn)閷?duì)偶像的崇拜而容不下任何質(zhì)疑的聲音，這樣無(wú)腦的行為才應(yīng)該唾棄。正文：需要從兩個(gè)方面討論光速可變與否，一是物理理論，二是天文觀測(cè)。一、追本溯源首先讓我們回到遙遠(yuǎn)的波粒戰(zhàn)爭(zhēng)。光是同水波聲波等波一樣的以太的振動(dòng)，存在一個(gè)傳播速度，這是波理論。楊氏雙縫干涉為光的波理論開天辟地，泊松光斑和之后的麥克斯韋方程組使之完全成為一種定論。看似完美實(shí)則處處隱藏玄機(jī)。首先是雙縫干涉，有可能是光子自身構(gòu)造上的特性造成的，“光的相干

6、性”就是一個(gè)最好的證明沒(méi)有任何推理過(guò)程，完全是為了解釋其他同頻率的光沒(méi)有觀測(cè)到駐波而產(chǎn)生的彌補(bǔ)解釋。單電子或單光子通過(guò)雙逢后概率分布實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)潔的解釋了條紋的產(chǎn)生不是駐波而是粒子自身的特性。我現(xiàn)在所說(shuō)的“粒子”不同于以往的粒子是質(zhì)點(diǎn)的概念。而是一個(gè)儲(chǔ)存電勢(shì)能的電場(chǎng)和儲(chǔ)存磁勢(shì)能的磁場(chǎng)相互轉(zhuǎn)換體系，運(yùn)動(dòng)規(guī)律滿足伽利略變換。有勢(shì)能、動(dòng)量，不過(guò)它是什么形狀、具體轉(zhuǎn)換方式等還不確定，現(xiàn)在簡(jiǎn)單的把它看成一個(gè)粒子、運(yùn)動(dòng)規(guī)律滿足伽利略變換，以下所說(shuō)的粒子都是這個(gè)概念。莫雷實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)原理是：光波是一種以太的波動(dòng)，類似于船在海上航行或飛機(jī)在天空中飛，水波和聲波相對(duì)于大海和空氣的速度是一定且不變的，向前方發(fā)射的聲波或水

7、波反射回來(lái)后會(huì)回到原來(lái)的位置，而向兩側(cè)垂直發(fā)射的則不會(huì)。試圖測(cè)一下我們地球還有光波相對(duì)于以太的絕對(duì)速度。最后光線沒(méi)有偏移，得出光速不變及以太不存在的結(jié)論。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與其說(shuō)否定了以太的存在，不如說(shuō)是否定了光子是以太的波動(dòng)說(shuō)，因?yàn)橛昧Ｗ雍唾だ宰儞Q解釋起來(lái)簡(jiǎn)單明了，在運(yùn)動(dòng)的飛船上打乒乓球，且不存在絕對(duì)速度和以太阻力。怎么打出去的就會(huì)怎么回來(lái)。對(duì)，光子的運(yùn)動(dòng)方式滿足伽利略變換是可能的。2、 伽利略變換下的天文現(xiàn)象首先，存在絕對(duì)參考系。其次，光子是電磁勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)換，同時(shí)又以超高的速度傳播出去。也就是說(shuō)我們看到的光子是由兩部分組成的，一是其自身的勢(shì)能Ech，二是光子的動(dòng)能Ecv。其總能量為Ec=Ech+

8、Ecv既然光波是不存在的，那么多普勒效應(yīng)是怎么回事？顯而易見，當(dāng)光子的運(yùn)動(dòng)符合伽利略變換時(shí)，在不同的參考系中就有著不同的速度，也就存在不同的動(dòng)能Ecv，導(dǎo)致其相對(duì)觀測(cè)點(diǎn)來(lái)說(shuō)自身總能量Ec的變化，表現(xiàn)為紅移和藍(lán)移。這是多普勒效應(yīng)。（下面說(shuō)的頻率是光子總能量強(qiáng)弱的表達(dá)方式，已經(jīng)沒(méi)有實(shí)際意義。且討論的基礎(chǔ)建立在我們觀察到的光子的顏色和能量是與它的總能量有關(guān)而不是和它的勢(shì)能有關(guān)的假設(shè)之上。）再來(lái)看一下如何簡(jiǎn)潔的解釋其他天文現(xiàn)象。以下現(xiàn)象都是根據(jù)伽利略變換進(jìn)行的推理，有問(wèn)題可以提，看不懂仔細(xì)看。假設(shè)宇宙是在加速膨脹和無(wú)限的?，F(xiàn)象1，矮星：假設(shè)恒星1是在做加速度為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，初速度為v0，初始時(shí)恒

9、星1向它的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)出的光子1的運(yùn)動(dòng)速度為v0+c（c是光速）。恒星1在加速，而光子1勻速，所以恒星1會(huì)追上光子1.假設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，恒星1在t時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的距離L1=1/2*at+v0t，光子1在t時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的距離L2=（v0+c）*t當(dāng)L1=L2時(shí)，1/2*at+v0t=（v0+c）*t，t=2c/a，即2c/a時(shí)間之后恒星1會(huì)追上自己發(fā)出的光子，這時(shí)光子1和恒星1的相對(duì)速度為-c，假設(shè)恒星1已經(jīng)運(yùn)行了足夠長(zhǎng)的時(shí)間，那么在恒星1的前進(jìn)方向會(huì)一直有一個(gè)自己的假象，光譜類型可能和恒星1相同，亮度偏暗。這是白矮星。同時(shí)恒星1也可以看到其他相鄰恒星的假象，并且都在運(yùn)動(dòng)方向上，也就是太陽(yáng)銀心方向上。完

10、全符合白矮星的特點(diǎn)。現(xiàn)象2，宇宙學(xué)紅移和藍(lán)移：假設(shè)恒星1和恒星2初速度v0相同，加速度a也相同，恒星1在恒星2的運(yùn)動(dòng)方向上，恒星1和恒星2之間的距離為L(zhǎng)，那么從恒星2向恒星1發(fā)出的光子2的速度為v0+c，恒星1向恒星2發(fā)出的光子1的速度為v0-c，設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，當(dāng)光子2第一次到達(dá)恒星1時(shí)其相對(duì)速度C2= v0+c-(at+v0)=c-at.運(yùn)動(dòng)距離s2=L+s（v0+c）*t =L+1/2*at+ v0*t1/2*at- c*t+L=0c會(huì)發(fā)生紅移現(xiàn)象。且恒星1也會(huì)看到恒星2的假象。當(dāng)光子1第一次到達(dá)恒星2時(shí)C1= v0-c-(at+v0)=-c-ats2= s-L（v0-c）*t = 1/

11、2*at+ v0*t-L1/2*at+ c*t-L=0會(huì)發(fā)生藍(lán)移現(xiàn)象。并且恒星2也會(huì)看到恒星1的假象。通過(guò)Ec=Ech+Ecv及，隨著相對(duì)距離L的變長(zhǎng)，光子2到達(dá)恒星1時(shí)速度會(huì)不斷降低，能量也同時(shí)降低，變成紅光、紅外線、微波、無(wú)線電波。直到光子2永遠(yuǎn)無(wú)法到達(dá)恒星1.這樣在恒星1看來(lái)恒星2就發(fā)生了宇宙學(xué)紅移，且在恒星1看到的恒星2的假象也有紅移現(xiàn)象。通過(guò)Ec=Ech+Ecv及，隨著相對(duì)距離L的變長(zhǎng)，光子1到達(dá)恒星2時(shí)光線觀測(cè)到的速度和能量將會(huì)不斷升高變成紫外線、X射線乃至射線?，F(xiàn)象3，雙星當(dāng)恒星1在某一時(shí)刻釋放光子的時(shí)候，是以由無(wú)數(shù)光子組成的以光速c擴(kuò)張的“球”的形式釋放的，并且這擴(kuò)張的“球”還

12、有一個(gè)向前運(yùn)動(dòng)的初速度v。因?yàn)楹阈鞘窃谧黾铀龠\(yùn)動(dòng)，之后釋放的“球”的向前的運(yùn)動(dòng)速度v會(huì)大于之前釋放的“球”，也就意味著后來(lái)釋放的“球”會(huì)追上之前釋放的“球”，且都還在擴(kuò)張。追上之后兩個(gè)“球”會(huì)有一個(gè)交錯(cuò)的邊界，也就是說(shuō)如果在這個(gè)點(diǎn)觀測(cè)恒星1的話會(huì)有兩個(gè)恒星1，并且這兩顆星的位置會(huì)隨時(shí)間變化。這是雙星現(xiàn)象。因?yàn)橛^測(cè)點(diǎn)存在追上和被追上兩種情況，所以雙星也可以觀測(cè)到矮星雙星。現(xiàn)象4，超新星另外由于恒星是在做加速運(yùn)動(dòng)，后發(fā)射的光子的速度會(huì)大于前發(fā)射的光子的速度，光子之間的距離會(huì)隨光子的運(yùn)動(dòng)不斷縮短直到后面的光子超越前面的光子。在超越之前會(huì)有一個(gè)富集的過(guò)程，如果這時(shí)有觀測(cè)點(diǎn)恒星3從這里經(jīng)過(guò)，在恒星3看來(lái)

13、恒星1就會(huì)顯得異常明亮，這是超新星現(xiàn)象。然后也存在經(jīng)過(guò)和被經(jīng)過(guò)的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)就會(huì)出現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)方向上，被經(jīng)過(guò)就會(huì)出現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)反方向上。從側(cè)面經(jīng)過(guò)的太復(fù)雜了不想討論。且兩大類超新星最后都會(huì)趨于穩(wěn)定，最終的穩(wěn)定形態(tài)取決于兩恒星的誕生時(shí)間差、間距、加速度、軌道方向等因素。且由于這些因素的不同，觀測(cè)到的爆發(fā)方式也不一樣。例如，如果恒星1的加速度小于恒星3、誕生間隔不那么長(zhǎng)的話，這種在運(yùn)動(dòng)方向上的爆發(fā)方式就是由白矮星逐漸爆發(fā)和減弱，并最終消失掉。光子能量的變化為逐漸降低；在運(yùn)動(dòng)反方向上應(yīng)該也是由普通的發(fā)生紅移的天體逐漸爆發(fā)后減弱，直至最后永遠(yuǎn)消失掉。同時(shí)光子能量也是逐漸降低。如果恒星1的加速度大于恒星3、誕生間

14、隔不那么長(zhǎng)的話，這種在運(yùn)動(dòng)方向上就沒(méi)有爆發(fā)，而是由白矮星逐漸變暗，光子能量逐漸增強(qiáng)變成紫外線、X射線、射線等，并這類的天體最終會(huì)聚集在恒星3前進(jìn)正前方周圍區(qū)域內(nèi)，光子能量極高但亮度很小。如果恒星1的加速度大于恒星3、誕生時(shí)間晚于恒星3足夠長(zhǎng)的話，那么首先會(huì)從運(yùn)動(dòng)反方向上突然爆發(fā)，強(qiáng)度增高一段時(shí)間之后開始緩慢降低，并且光子由紅變藍(lán)，并繼續(xù)變成存在藍(lán)移的普通恒星，然后從恒星3側(cè)面經(jīng)過(guò)，最后繼續(xù)向前進(jìn)方向移動(dòng)并繼續(xù)藍(lán)移變成紫外線、X射線乃至射線，最終也會(huì)聚集在恒星3前進(jìn)正前方的一片區(qū)域內(nèi)。并且在最開始爆發(fā)的同時(shí)，恒星3前進(jìn)方向上也會(huì)有超新星爆發(fā)，也是毫無(wú)征兆的爆發(fā)，然后強(qiáng)度逐漸降低，光子能量逐漸升高

15、，由紅變藍(lán)，逐漸變成白矮星，并繼續(xù)降低強(qiáng)度提高能量和集中到前進(jìn)方向。等等等等，各種奇異現(xiàn)象。如果恒星1的加速度穩(wěn)定的話，它所發(fā)射的光子相對(duì)于自己會(huì)形成一個(gè)穩(wěn)定的分布方式。運(yùn)動(dòng)前方固定距離有一段聚集區(qū)域，這里有大量的光子類似于子彈頭的樣式。從頭開始到恒星之間的區(qū)域同時(shí)存在兩種運(yùn)動(dòng)方向的光子。然后“子彈”的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)連續(xù)不斷的發(fā)出以相對(duì)恒定速度c向外擴(kuò)張的球。如果把這個(gè)路徑和“球”放到一起立起來(lái)的看的話。這將是一個(gè)自下而上不斷生長(zhǎng)的光柱，擴(kuò)張速度是不變的，伸長(zhǎng)速度在加速。那么這根光柱看起來(lái)將會(huì)是下面粗上面窄，還在不停的生長(zhǎng)，且上面“子彈頭”部分會(huì)越來(lái)越窄。對(duì)于不同位置和運(yùn)動(dòng)方式的觀測(cè)點(diǎn)來(lái)說(shuō)會(huì)產(chǎn)生

16、不同的現(xiàn)象。至于恒星1做變加速或變變加速的情況，應(yīng)該屬于后期和大大后期考慮的問(wèn)題，這里不做討論。根據(jù)推論，所有加速度大于我們的恒星都會(huì)最終聚集到我們的運(yùn)動(dòng)方向上的區(qū)域范圍并向我們發(fā)射的光變成伽馬射線。所有在我們誕生很久很久以前就誕生了的恒星也會(huì)聚集在那里，加速度小于我們的恒星會(huì)遠(yuǎn)離那里并最終落到我們的身后消失不見，大于我們的會(huì)一直呆在那里直至永恒。有人想到銀心了嗎？如果宇宙是從一基點(diǎn)開始爆發(fā)的話，那么宇宙就像一個(gè)大蛋糕，我們現(xiàn)在能看到的只是其中的一部分，剩下有很大的一部分是看不到的，并且最神奇的是我們目前還不知道這個(gè)蛋糕有多大?？梢詸z測(cè)一下光速是否可變，根據(jù)本文說(shuō)的，光速可變的情況下，發(fā)生紅移

17、的原因是光子相對(duì)于我們的移動(dòng)速度減慢造成的。簡(jiǎn)單粗暴的方法是直接測(cè)一下紅移的星光，這個(gè)目前可能有困難，且由于不清楚光子的勢(shì)能和動(dòng)能的關(guān)系以及折射反射等對(duì)其速度有沒(méi)有影響，可能會(huì)驗(yàn)證也可能不會(huì)驗(yàn)證。第二種方法是對(duì)比一下存在位移的兩個(gè)觀測(cè)站的對(duì)于同一發(fā)生紅移的天文現(xiàn)象的數(shù)據(jù)。因?yàn)榧t移是因?yàn)楣庾铀俣嚷詢蓚€(gè)觀測(cè)站同一現(xiàn)象的時(shí)間差應(yīng)該會(huì)大于根據(jù)普通光速算出的時(shí)間差，有可能是幾毫米也有可能是幾分鐘幾小時(shí)。FRB就是一個(gè)很好的觀測(cè)項(xiàng)目，07年剛發(fā)現(xiàn)的時(shí)候部分科學(xué)家不承認(rèn)，因?yàn)樗麄兊耐h(yuǎn)鏡沒(méi)有同一時(shí)間沒(méi)有觀測(cè)到這現(xiàn)象。實(shí)際情況可能是因?yàn)榇嬖跁r(shí)間差，所以觀測(cè)到的時(shí)間不一樣，所以沒(méi)有發(fā)現(xiàn)。我沒(méi)學(xué)會(huì)用數(shù)據(jù)庫(kù)，

18、所以這驗(yàn)證的工作就交給你們了。目前我暫且只能想到這兩種方法，原理都一樣。希望有人能夠驗(yàn)證一下，某一條真理的答案就在我們眼皮子底下。3、 能量、場(chǎng)、光子的本質(zhì)討論 如果真如剛才所說(shuō)，光子是一個(gè)移動(dòng)的能量球的話，以下是推測(cè)猜想。第一，根據(jù)電磁感應(yīng)我們存在的這個(gè)空間有電磁感應(yīng)的能力，也就是能讓變換的電場(chǎng)轉(zhuǎn)換成磁場(chǎng)的能力，也就是純電勢(shì)能轉(zhuǎn)換成磁勢(shì)能的能力。所以運(yùn)動(dòng)的電勢(shì)能就會(huì)轉(zhuǎn)換成磁勢(shì)能。所以每一束光自身都存在一個(gè)固有轉(zhuǎn)換頻率，只和絕對(duì)速度和自身勢(shì)能大小有關(guān)，不隨相對(duì)速度的改變而改變。并且，因?yàn)槭请妶?chǎng)和磁場(chǎng)周期消失的頻率，所以可以被觀測(cè)到，這就是背景輻射。并且隨著運(yùn)動(dòng)速度的加快光子的轉(zhuǎn)換周期也加快，也就是為什么銀河系一側(cè)的輻射比另一側(cè)要紅移一些的原因。因?yàn)樽飞衔覀兊墓庾拥慕^對(duì)速度比我們要大，而被追上的要比我們的小。第二，磁場(chǎng)和磁場(chǎng)間有作用力嗎？換句話說(shuō)