光速是觀測到速度極限而物體沿軌跡的速度可以是無窮大的

1、百度文庫-讓每個(gè)人平等地提升自我 3 光速是觀測到的速度極限而物體沿軌跡的速度可以是無窮大的證明 朱海隅 摘 要狹義相對(duì)論有漏洞：觀察者從接收到的物體發(fā)出的光在眼中所成之象觀測到物體 的運(yùn)動(dòng),此時(shí)物體仍然在遠(yuǎn)處沿自身軌跡運(yùn)動(dòng)沿軌跡的運(yùn)動(dòng)是觀測不到的，但存在參考系時(shí)可 通過物體位置的變化找到此運(yùn)動(dòng)，存在靜止參考系時(shí)可測量次運(yùn)動(dòng)的速度從這個(gè)漏洞出發(fā)可 證明存在超光速運(yùn)動(dòng)，只是觀測不到位于不同慣性系的運(yùn)動(dòng)會(huì)有不同的速度，觀測到的速度 v 和沿軌跡運(yùn)動(dòng)的速度V。在觀察者只接收物體發(fā)出的與運(yùn)動(dòng)方向垂直的光時(shí)，可以證明速度v 和V0同時(shí)存在；可證明v，vo與光速c組成速度三角形，vo與c為直角邊，V是斜邊

2、的高；可證明V 的極限是C，而vo可以大于C，直至無窮大可證明洛倫茲因子除了表示v與vo間數(shù)值的差異外， 還表示方向的差異在天文觀察中天球是靜止參照系，因而vo是可以測量到的 關(guān)鍵詞超光速觀測速度軌跡速度速度三角形天球 狹義相對(duì)論從能量式E=mc 2推論物體速度的極限是光速，但是天文觀察卻發(fā)現(xiàn)了天體的 超光速運(yùn)動(dòng)該如何合理解釋這種現(xiàn)象？ 在觀察物體的慣性運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接收物體發(fā)出的光，然后從光攜帶的信息在眼中形成象， 再從象的運(yùn)動(dòng)了解物體的運(yùn)動(dòng)物體不發(fā)光時(shí)就觀察不到，因此觀察到的物體運(yùn)動(dòng)伴隨物體沿 軌跡的運(yùn)動(dòng)而存在觀測到的物體運(yùn)動(dòng)位于觀察者所在慣性系，此時(shí)物體仍然在遠(yuǎn)處沿著自己 的軌跡運(yùn)動(dòng)慣性

3、運(yùn)動(dòng)物體除了觀測到的運(yùn)動(dòng)外，還始終存在沿軌跡的運(yùn)動(dòng)按狹義相對(duì)論的要 求觀測不到沿軌跡的運(yùn)動(dòng)，但是存在參考系時(shí)可通過物體與參考系間位置的變化找到這個(gè)運(yùn) 動(dòng)因此，這是狹義相對(duì)論的一個(gè)漏洞兩個(gè)發(fā)生在不同地點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)就會(huì)有各自的速度：觀測速度 v和軌跡速度v。，可以證明他們與光速C構(gòu)成速度三角形和vo可以趨于8以及光速C是觀測速 度v的極限存在靜止參考系時(shí)可確定在不同時(shí)間觀測到的物體的位置，進(jìn)而計(jì)算出軌跡速度 v。因此，可以通過觀察的方式用實(shí)驗(yàn)證明超光速的存在 直線S1和S2相互平行物體沿S1以速度vo作慣性運(yùn)動(dòng)觀察者位于S2的O點(diǎn)四維閔可 夫斯基坐標(biāo)系的X軸與S1平行規(guī)定觀察者只接收物體發(fā)出的與運(yùn)動(dòng)方

4、向垂直的光由于與X 軸平行的慣性運(yùn)動(dòng)在觀察過程中其Y軸與Z軸的坐標(biāo)值不變，因此觀察者接收到的光是沿著 ，則觀測速度的變化率1/V (1) / (2) 軌跡速度和光速是直角邊， 與時(shí)間軸(ict軸)平行的方向而來的，速度是ic.觀測速度v是軌跡速度vo與光速ic共同作用的 結(jié)果要滿足在接收到光的瞬間的觀測速度是軌跡速度與光速的疊加 必需是軌跡速度的變化率1/v和光速的變化率i(1/c)之和 1 1 . 1 I - v vo c 1式等號(hào)兩邊的模相等 丄丄丄 222 VV。C 1式和2式顯示:觀測速度、軌跡速度和光速構(gòu)成速度三角形 觀測速度是斜邊的高；觀測速度伴隨軌跡速度存在，他們的數(shù)值不同，方向

5、也不同；觀測速度的 極限是光速；軌跡速度可以超光速，直至無窮大觀測速度存在于觀測過程中不觀察時(shí)即不存在 軌跡速度在物體運(yùn)動(dòng)過程中一直存在，即觀測速度伴隨軌跡速度存在 在除了觀察者和被觀測的運(yùn)動(dòng)物體外不存在其他參考系時(shí)，觀察者觀測不到軌跡速度，能 觀測到的只有觀測速度，此時(shí)對(duì)觀察者而言光就是速度的極限 2 2 2 從 2 式得 1/vo =1/v -1/c , Vo 洛倫茲因子丫為 以上各式顯示：只要本次觀測過程光速不變 ，以上各式即成立；并不要求光速是恒量即真空光 速不變不是以上各式的必要條件 洛倫茲變換與此類似，只要觀察過程中光速不變即成立 ，并 不要求真空光速不變真空光速不變是狹義相對(duì)論成

6、為普遍真理的必要條件 把4式代入3式,得 vo v(5) 5式顯示，洛倫茲因子是軌跡速度與觀測速度間的修正因子 令v與vo夾角為B .從速度三角形和3式得 I_孑 cos . 12(6) c 從6式和4式得 1 cos 7式是洛倫茲因子的幾何表達(dá)方式 7 式和5式顯示：洛倫茲因子表達(dá)了觀測速度的方向偏離物體運(yùn)動(dòng)方向的角度；觀測速度 與軌跡速度的數(shù)值之比即他們夾角的余弦值 從以上分析可知：觀察者只接收物體發(fā)出的與運(yùn)動(dòng)方向垂直的光(觀測到最大相對(duì)速度的 方向)時(shí)，在觀察慣性運(yùn)動(dòng)物體的過程中，在任一時(shí)間觀測速度總是伴隨軌跡速度存在；觀測速 度的極限是光速；軌跡速度大于觀測速度，可以超光速，直至無窮大

7、要得到軌跡速度需要知道 物體沿軌跡的運(yùn)動(dòng)距離，因此軌跡速度只有在觀察過程中存在靜止參考系時(shí)才能獲得 在天文觀察中天球是靜止參考系，因此測量天體的運(yùn)動(dòng)距離是可能的，可以從天體在天球 上移動(dòng)距離的數(shù)據(jù)中獲得軌跡速度天文觀察中發(fā)現(xiàn)的天體超光速運(yùn)動(dòng)尚未說服物理學(xué)家如 能同時(shí)觀測該天體的觀測速度，把v和vo同時(shí)提交給物理學(xué)家，會(huì)讓他們無言置辯反之，從3 式知0.8c，0.9c 天體的軌跡速度大于光速，如能同時(shí)測出v和vo也會(huì)有同樣的效果.對(duì)于超光 速”光影，運(yùn)動(dòng)中的光影也有一個(gè)小于光速的觀測速度，就看能否觀測到光影發(fā)出的光黑洞 GRS1915+105噴出的小云中向著我們的二個(gè)速度為2c，其余為09c，這

8、是因?yàn)?c小云的運(yùn)動(dòng) 方向與閔可夫斯基空間的Z軸平行，不存在”尺縮”鐘慢”，沒有時(shí)空變化，測得的是軌跡速 度，因而2c速度是可信的.那些0.9c小云如果測出軌跡速度，也會(huì)是超光速的.如果同時(shí)提供 天體超光速的軌跡速度和亞光速的觀測速度，那么視超光速天體就是真正的超光速天體.這就 用天文觀察證明了存在超光速運(yùn)動(dòng) 參考文獻(xiàn)： 1. Albert Einestein. The Meaing of Princeten university press 2. Peter Gabriel bergman. Intruction to the theory of relativity. 1950,16-18 Chiao Dah 3. 哈里德國,瑞斯尼克,沃克.物理學(xué)基礎(chǔ).張三慧,李椿等譯.2005,969-985.北京機(jī)械工業(yè) 出版社. 4. 汪德新.電動(dòng)力學(xué).2055,1