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光速不变原理的研究论文

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光速不变原理的研究论文

爱因斯坦1905年9月发表在德国《物理学年鉴》上的那篇著名的相对论论文《论动体的电动力学》,提到光速问题的话有四段: “光在空虚空间里总是以一确定的速度V传播着,这速度同发射体的运动状态无关。” “下面的考虑是以相对性原理和光速不变原理为依据的,这两条原理我们定义如下: 1. 物理体系的状态据以变化的定律,同描述这些状态变化时所参照的坐标系究竟是两个在互相匀速平行移动着的坐标系中的哪一个并无关系。 2. 任何光线在‘静止的’坐标系中都是以确定的速度V运动着,不管这道光线是由静止的还是运动的物体发射出来的。” “对于大于光速的速度,我们的讨论就变得毫无疑义了;在以后的讨论中,我们会发现,光速在我们的物理理论中扮演着无限大速度的角色。” “由此,当υ=V时,W就变成无限大。正像我们以前的结果一样,超光速的速度没有存在的可能。” (《爱因斯坦奇迹年━━改变物理学面貌的五篇论文》[美] 约翰•施塔赫尔主编,范岱年、许良英译,上海科技教育出版社2001年版 第97━98页,第100━101页,第109页,第127页。) 光速不变第四解为质速解,此解从质速关系得来。爱因斯坦质速关系式: m=m0/√1-υ2/c2(m为运动质量,m0为静止质量,υ为物体运动速度,c为光速)说明:物体以远低于光速的速度(人体尺度下)运动时,质量变化不明显,增加的质量忽略不计,可认为质量不变,以经典力学规律足可以应付计算需要。但接近光速运动时,物体质量增加较多,随着向光速的靠近,质量趋向无限大。大小两极相通,质量无限大因两极同一又为无限小,质量无限小可视为零,因此光子无静止质量。光作为极限物,大小同一,动静也同一,无静止质量即为无运动质量。从质速关系式也可得m0=0时,m=0,υ=c时,此公式不成立。有人认为没有质量怎会有能量?须知电磁场为能量场,光量子又是能量子,因光子无质量,任一能量值在与质量对比时都为无限大,因无质量,运动中也不消耗能量,除传递能量给其它物体外,光子能量足以保持其速度不变。 光子无质量为知性所不容,人们到处寻找有质量的根据。有人认为光有光压为有质量表现,但不知光压乃光电效应表现,是光量子、光能转化为电能的表现。也有人引爱因斯坦质能公式:E=mc2(E为能量,m为惯性质量,c为光速),认为有质量才有能量,这就和前述质速公式冲突,这种冲突说明光作为极限物,独立于两式之外。我们根据另一能量公式:E=hν(E为能量、n为普朗克常数、ν为光频率)可计算出一定频率光之光子能量,使m=hν/c2推导光子潜质量。注意,这里指的是一定能量必对应一定质量,但对光子而言这只是其潜在质量而非实在质量,这就是实验中找不到有质量的光子的原因,潜在质量只说明可以转变为多少质量。如按经典力学观点非认定光有质量,电磁场有质量,真空作为光量子场就要表现出巨大质量,一切有光的场所也会有沉重的质量压力,含有电磁场的粒子质量都需加倍, 引力定律还会使真空形变。推理继续,光越强,质量越大,引力越大,恒星都变成了黑洞,岂不荒谬!电磁场为能量场,引力场为质量场,二者进一步同一才将潜在的质能关系扬弃为真实关系,这却不是本篇所论之题。还有人以光线在引力场中弯曲来证光有质量,有质量的东西才受引力吸引。我们知道,能量为斥力,不受引力作用影响,至于为何会弯曲,以后自会了解。电磁场有能量而无质量,引力场有质量而无能量,实物处二者间而兼有之,我们需再走一段才能真正了解它们。 光速不变的第五解为时空解,时空解源自爱因斯坦相对论。相对论告诉我们,物体高速运动时会发生“尺短钟慢”的现象,这种现象在低速运动中变化极小,可按牛顿力学定律视其无变化,但在高速中变化明显。如沿运动方向取1米的标尺,以地球时间1秒计算,每秒速度在3万公里时,1米为米,1秒为秒;在15万公里时,1米为米,1秒为秒;在万公里时,1米为米,1秒为秒;在万公里时,1米为米,1秒为50秒。当物体运动速度达到光速时,物体沿空间方向的尺度会缩短为零,时间会慢到停止。 υ(公里/秒) ι0(米) ι(米) t 0(秒) t(秒) 万 1 1 万 1 1 万 1 1 万 1 1 万 1 1 50 C= 458万 1 0 1 0 “尺短钟慢”效应说明空间和时间是随物质运动速度的变化而变化的,它适用于一切物质,包括光。光速下,时钟停摆,零时间意味着光在传播过程中不消耗时间。空间是物质的延展性,时间是物质变化的连续性或延展性。没有时间就意味着物质静止不变,保持原状,所以光速不变。零时空虽是合理推论,是自然现象、自然法则,也为知性形而上学所不容。更有一部分人认为运动是绝对的,静止时相对的,不但把运动与静止相割裂和对立,且把本应一并使用的对应范畴——相对与绝对分赠不同事物,在形而上学中也沦落到低层次。 辩证法认为有无同一。零时空并不意味着真的一无所有,而是说我们无法测量这时空。无数光量子溶为一体,共同构成大统一场,不分彼此,此光即彼光,因为你无法分离出单个的光量子,你也就无法给定某个量子以特定的空间和时间。这一现象与经济学中全民所有疑难类同:生产资料归全体人民所有,每个人都拥有生产资料,这只是象征性的;每个人又不拥有生产资料,这是实际性的,无法确定哪些生产资料是某个人的,结果无产阶级仍是无产阶级。世风日下情况下,私心膨胀,就变成你的也是我的,不拿白不拿,大家都拿,拿大家的。 人类生活领域比起这宇宙来,渺如尘沙,不值一提。人长期生存于人体尺度领域中,其生活经验及认识局限于此,这个世界的两极——极大和极小都在我们世界之外。如果不是近代人类面临生存危机,迫使我们跨入两极神秘之域,寻求新的生存空间,我们将永不能理解老子及黑格尔的辩证思想。

光速不变原理是指不论采用哪种参照系,光的速度都是一样的. 这个是基本原理,不是计算得出的结果. 光速不变是相对论的一整套理论的中间一环;其正确性是局限在这个相对正确的理论里面.根据原理你不必计算就能得出火车上与地面上测得的光速相同.计算是一种误解. 世界上会有更正确的理论,但是永远不会有正确的理论.

波速只相对于介质不变,比如声波只要传播声音的空气相对于测量者是静止的,不管声源如何运动,你测得的声速都是不变的。只有介质相对于测量者运动,比如顺风或者逆风,你测得的声音速度才会有变化。 而光波和其他波有本质的区别,不说波粒二象性这个和声波等普通波的区别。光波的传播不依赖于介质的运动。不管你是如何运动,甚至两个测量者a和b。a相对于b在做1/2光速运动。但2个观测者测得的光速都是不变的。这就是光速对参考系的无关性,迈克尔逊莫雷实验证明了这个理论。 我非常奇怪,爱因斯坦理解了双曲几何,黎曼几何,电动力学,群论。竟然有人会认为爱因斯坦不理解一些初中生都能理解的东西。空气,水,玻璃都是光传播的介质,确实光速在空气中比真空慢,在水中比在空气中慢。但光速不变在介质运动时也成立,顺风的光并不比逆风的光快。

火车上地面上都是光速c=3*10E8,这是爱因斯坦的假设,用洛伦滋变换证明成立的定义。有好多人不理解呢,我也不理解。

物理学界对光速的研究论文

那么量子纠缠和引力波超光速了吗?这其实是两个问题,我们必须分开讨论,因为两者的性质完全不同。 量子纠缠最早是由爱因斯坦提出的,用以质疑玻尔为首的哥本哈根学派对波函数坍缩的概率解释。他从哥本哈根学派认为在被测量到之前,微观粒子不存在确定的状态出发,提出了这么一种情况: 通过特殊的方式,我们可以得到一对状态(量子态)互相纠缠的光子,为了方便理解,我们可以假设这对光子的自旋方向 一个是上旋,一个是下旋。 我们可以把这对光子通过光路分开到一定的距离,比如1光年。然后对两者分别进行测量。 根据哥本哈根解释,在其中一个光子被测量到的那一刻,状态才会确定,也就是当我们在A点测量光子a时,它才随机坍缩到一个自旋态, 比如为上旋,那么基于纠缠的特性,在1光年外的B点处的光子b就应该会是下旋。 所以当我们通过以纠缠光子的发射点作为标准进行时间校准后,在相隔1光年的A、B两点同时进行测量,那么将会分别测量到一个上旋和一个下旋的光子,而肯定不会同时测量到两个上旋或两个下旋的光子。 (量子纠缠)那么问题来了,此时a、b两个光子相距已经有1光年远了,它们是怎么做的瞬间随机坍缩到一个状态而又能保证互为相反的呢? 如果a、b光子确实是被测量那一刻自旋态才被确定并且完全随机的话,那a、b之间就必须存在某种关联让双方知道对方的状态,而这种关联是瞬时的,也就是超光速的,这就违背了狭义相对论里的信息传递不能超光速了。 于是爱因斯坦以此向玻尔为首的哥本哈根学派发起挑战:是放弃狭义相对论还是放弃哥本哈根诠释? 在爱因斯坦看来,如果要承认狭义相对论的正确性,那么互相纠缠的光子应该在分开的那一刻状态就已经确定,这样无论它们之后分开多远,都能在测量时得到相反的自旋态。 所以他认为哥本哈根学派认为光子的状态在被测量时才确定的说法是错误的。 (爱因斯坦和玻尔)然而玻尔并不这么认为,他坚持哥本哈根诠释的正确性,他指出, 在测量前不存在两个光子的波函数,而是只有一个波函数,只有当其中一个光子被测量到时,这个唯一的波函数才随机坍缩为确定的两个光子。 既然只有一个波函数,随机坍缩的两个光子的状态自然是同时确定的,但这不需要在两个光子间传递信息,因为坍缩前只有一个波函数。这其实跟单个光子的波函数坍缩是完全一样的,单个光子在被测量前波函数弥漫在整个空间任何可能的地方,但一旦测量,它就从全空间坍缩到一个确定的位置,并且是唯一的位置,它无需告知别处所有可能出现的地方的“自己”不要出现。 在这种解释里,两个光子之间是不传递信息的,而由于其坍缩前无法确定状态,因此光子本身也不携带信息,而由于测量即坍缩,因此也不能提前录入信息。 既没有传递信息,也没有携带信息,也不能录入信息,量子纠缠自然就根本不存在超光速传递信息了。 量子纠缠没有超光速那引力波呢?这个问题分两种情况。首先引力波传播速度等于光速这是广义相对论得出的结论,虽然它其实是利用 光速常数c 强行规定的,但是在多次引力波事件的测量中已经证明,引力波传播速度就是光速!特别是双中子星合并引力波事件,由于引力波和多波段电磁波接收到同一信号,因此已经非常确定引力波传播速度与电磁波波速,即光速一致!(双中子星合并)但是在引力波问题上还存在另一种情况,就是宇宙膨胀。 我们知道根据天文观测,宇宙正以大约70km/s/Mpc的速度膨胀,这就导致 宇观尺度 下两点间的距离在渐渐拉大,因此在引力波源处发出引力波后,引力波沿空间传播过程中,空间距离被拉大了。距离变了那引力波速度怎么算?这问题其实跟宇宙膨胀下的光速是同一个问题。很显然,如果忽略掉宇宙膨胀本身的距离增加问题,宇观尺度下的引力波和光速都将下降,也就是都将低于 真空光速常数c 。这是很容易理解的,比如说一个距离地球1亿光年的双中子星发生碰撞,那么伽马射线爆和引力波将以光速向地球传播,这将需要1亿年时间,然而在这1亿年的传播过程中,双中子星与地球之间的空间在不断膨胀, 距离在不断增加,那么它还能在1亿年时到达地球吗?显然不可能,不然就超光速了。实际情况是引力波和伽马射线暴都将超过1亿年后才能到达地球,如果此时我们依然按照静态宇宙的距离1亿光年来计算,那引力波和伽马射线暴都将低于光速了…… 但实际上当我们引入考虑了宇宙膨胀的距离定义,问题就迎刃而解了,引力波和伽马射线暴依然刚好就是光速c。 (宇宙膨胀导致空间距离增加)综上分析,量子纠缠和引力波都没有超光速,量子纠缠压根不存在速度问题,它既没有能量传递,也没有信息传递。而引力波速度则严格等于光速,这已经在天文观测中得到严格证实了。 首先澄清一点,目前所知,引力波并没有超光速,这从理论上和实践上都已经得到证明:引力波是100多年前爱因斯坦在广义相对论中预测的,并从其引力场方程中推算出引力波的速度为光速;2017年8月17日美国LIGO探测器探测到距我们亿光年远的双中子星并合产生的引力波, 引力波和电磁对应体几乎同时到达地面,这有力地证明了引力波的速度为光速。 就目前的实践和认识水平,光速是不可超越的。实际上这个论断来自于爱因斯坦狭义相对论的光速不变原理。这个原理说的是对于任何惯性系来讲,光在真空中的传播速度是不变的,与观察者和光源的运动状态无关。这个速度的大小为299792458米/秒。光速对于无论以多快速度运动的物体来说仍然是不变。这意味着任何物体的运动速度不能超过光速,甚至达到光速都不行。光速就是最高速,这就是光速限制原理。你可以无限接近299792458米/秒,但在接近的过程中肯定会产生一些效应来阻止你接近,最终是没法达到光速的。比如质量趋向于无限大。(其中m为物体质量,m0为物体静质量,Ⅴ为物体运动速度,C为光速。) 当速度V→C时,分母→0,则物体质量m→+∞从上式可以看出,只有物质的静止质量m0为0,物质的质量才有可能为0,物质的速度才有可能达到或超过光速。中微子静止质量几乎为0,所以它接近光速;而电磁场(光子)的静止质量为0,所以它达到光速。空间没有质量,所以它的膨胀速度可以超光速(应该说相对论结论可以进一步延伸)。有的读者看到这里会觉得奇怪,不是说光速不可超越吗?怎么有的能超光速?对此传统的解释是:光速限制原理说的是有效信息和能量的传递速度不能超光速,对于没有信息传递的速度没有限制。比如说量子纠缠就没有信息的传递,所以它可以超光速。所谓的量子纠缠,指的是几个粒子在相互作用后,各个粒子的特性已综合成为一个整体性质,无法单独描述单个粒子的特性,只能描述整体系统的性质。纠缠就是分不开,即使分开了,也是一个整体。根据不确定性原理,在未观测之前两个量子还是一个整体,是没办法确定它们单独的状态的。观测时其中一个量子的自旋被确定了,另一个相距再远,即使在宇宙的另一边,也会瞬间被确定,即在观测前并没有两个实在量子,是观测影响了结果。其传输速度远远超过光速,至少是10000倍光速。由于并没有传递任何信息和能量,所以并没有违反相对论。 另一种解释是:两个量子的超光速作用并没有把任何一个粒子加速至超光速,这里根本就不涉及物质的运动。没有运动何来的超光速?量子力学是非定域化的,波函数弥漫全宇宙,宇宙是一个全息整体,所以量子才能超光速纠缠。 上面提到了空间膨胀速度,根据哈勃定律,以地球为中心,宇宙空间膨胀速度每326万光年增加7公里/秒,大约距地140亿光年,空间膨胀速度就达到了光速,现在的可观测宇宙是140亿光年以内的天体在它们随着空间超光速膨胀前发出的光经过若干亿年陆续到达地球后人们所看到的。据推算它们现在距我们有460亿光年了。那空间为什么可以超光速? 因为光速限制原理说的是所有在空间中运动的东西的最高速度,包括光子本身,这些运动都属于空间中的运动。物体的运动速度是以空间为背景衡量的(没有空间就没有速度可言),也是在空间的运动(再快的物体也跑不出空间“之外”去)。 而空间的膨胀则是空间自身的运动,是空间成份之间的相互远离运动,光速限制原理怎么能管了它 ? 这就是空间超光速的真正原因,而非什么没有信息传递可以超光速的说法。相对论是局域化的,即超光速的或探测不到的影响不到我们,对于我们就是不存在的。但量子力学却是认为全宇宙都有影响的,所以相互运动怎么会不传递信息?从上面叙述想到一个问题:引力波是时空的涟漪,如果空间超光速膨胀,那么引力波的传播速度是否也会超光速?目前发现的引力波距离我们较近、次数较少,它的速度问题还有待进一步确定。 关于量子纠缠,你可以这样理解:把一双鞋的左右两只分别放进两个盒子里,然后把这两个盒子分别放在宇宙两端,你打开其中一个盒子发现鞋子是左脚的,立马就知道了宇宙另一端的那只鞋是右脚。这个感知速度几乎就是无限的,但是并不违反相对论,因为这里的信息传递应该是从把鞋子分开那一刻算起的,而不是打开盒子的瞬间。其实量子纠缠的信息传递模式跟这个差不多,传递是从创造出一对纠缠粒子开始算起,而不是检测粒子自旋状态的时候,所以并不存在超光速信息传递,这个信息传递速度远低于光速。以上只是我为了便于理解打个比方而已,其实颇有不妥之处,但我相信这是最易懂的科普语言。量子通信的意义在于信息传递的绝对安全性,因为量子信息被接收一次后量子态就坍缩了。 关于引力波速度:在广义相对论理论里面,引力波的确是光速,这是爱因斯坦最早得到引力波的方程的时候就发现的。目前公开的几个探测到的引力波事件,同时测量到了对应的电磁波也就是光的信号,所以有力地证明了引力波速度和光速一致。 关于量子纠缠的问题,最先的争论方分别是爱因斯坦和波尔。 1935 年 5 月,爱因斯坦同美国两位年轻的物理学家波多尔斯基和罗森在美国第 47 期《物理评论》杂志上,发表了题为《能认为量子力学对物理实在的描述是完备的吗?》的论文,在物理学界、哲学界引起了巨大反响。 这篇论文提出了一个名垂千古的思维实验,以论文的三位联合作者的首字母命名,称为“ EPR 实验”。正如这篇论文的标题所表达的意思那样,爱因斯坦想用这个思维实验告诉物理界,哥本哈根的量子力学解释是有问题的。 玻尔在听到这个 EPR 实验之后确实大吃一惊,据说茶饭不思好多天。隔了几个月后他终于出声了,居然以同样的标题写了一篇论文,来回应爱因斯坦们的挑战。简单说来(抱歉我只能“简单说来”,复杂了我也说不来),玻尔说狭义相对论我是不反对的,但是这里面的关键问题在于,粒子 A 和粒子 B 在你爱因斯坦看来是不同的两个粒子,但是在我玻尔眼里,它们从未分开,它们仍然是一个完整的整体,不论它们相隔得有多远,它们都是一个整体,两个量子是难分难解地纠缠在一起,组成了一种量子纠缠态,这种纠缠与空间距离无关,哪怕它们分别位于宇宙的两端,它们也是纠缠在一起的。 爱因斯坦对于波尔提出的量子纠缠坚决否定,但是苦于他们只有一个理论基础,并没有做实验来证明这个理论的正确与否。在物理学上如果没有实验来证明你的理论,这个理论则是等于没用的。很遗憾,知道爱因斯坦和波尔都逝世了,这个实验还没有做出来。 直到出现了一个英国数学奇才,他的名字叫贝尔(注意不是发明电话的那个贝尔),他发现了一个数学“不等式”,这个不等式被科学界称为“贝尔不等式”,被誉为“科学中最深刻的发现”。这个惊天地泣鬼神的贝尔不等式有一个巨大的魔力,可以对我们这个宇宙的本质做出终极裁决,它可以使得 EPR 实验从思维走向实验室。 1982 年,法国奥赛研究所。 人类 历史 上,这是对 EPR 实验进行的首次严格的实验检测,这次实验被称为“阿斯派克特实验”,以这次实验的领导者阿斯派克特命名。这次实验总共进行了三个多小时,两个分裂的量子分离的距离达到了 12 米,积累了海量的数据。最后的结果与量子论的预言完全相符,爱因斯坦输得彻彻底底,从此 EPR 实验也被称之为“ EPR 佯谬”。 EPR 实验的结果无可辩驳地呈现给当时的整个物理学界这样一个事实:要么放弃定域,要么放弃客观实在。定域性是经受了几十年严苛考验的伟大的相对论的推论,而客观实在则是大多数物理学家心目中的公理,不证自明的。如果是你,你会怎么选择呢?我看你可能最好奇的是那个发现贝尔不等式的可怜的贝尔,到底会做出怎样的选择。那个可怜的贝尔在被逼急了以后,只好表示如果非要放弃一个的话,他只能放弃定域了,但他仍然试图想说或许不用两个都放弃。 其实EPR 佯谬只是证明了定域和实在不可能同时正确,并没有证明有超光速的信号存在,这是两个不同的概念。如果愿意放弃实在性,则相对论依然是牢靠的。 量子这种纠缠态也被称之为量子的超隐形传输,可以用来做通信的加密,但是不能用来做超光速的通信。更加需要强调的一点是,量子的超隐形传输,传递的是量子态,而不是能量和物质。所以应与相对论的力学、运动学都没关联,也称不上超光速了! 关于引力波……这个也是爱因斯坦闲的蛋疼提出来的东东。爱因斯坦在 1916 年和 1918 年分别发表了两篇论文预言了引力波的存在。 先说明一下引力波是什么鬼,它是宇宙空间中的涟漪,靠着时空的卷曲在宇宙中震荡。首先我们得知道广义相对论里面的时空弯曲特点,也是引力的本质(引力的实质并不是一种力,只不过就是空间弯曲的外在表现)。在质量超大的物体所处的空间,会发生时空的弯曲。比如说我们的宇宙空间就好像一张张开的大网,太阳就压在这张时空的网上,网被压得凹陷了下去。如果太阳的质量突然变大或者突然爆炸没了,地球是不是会突然没受到太阳的万有引力,马上飞走了呢?答案是否定的。这个网就会以太阳凹下去的时空凹网会发生震荡,并以爱因斯坦命名的引力波传递作用给地球,根据狭义相对论所证明的,没有什么信号或者能量的传递速度能超过光速,所以这个过程也是有一段时间的,可能就那光速传过来最快也要8分钟…… 总结……量子纠缠只是量子态的同步,并没有和相对论运动学有冲突。引力波属于能量波,不会比光速块…… 光速不可超越应该是这样的,假如一个人某一时刻乘坐光速飞船离开地球,他观察到地球上的人永远静止在他离开时的那一瞬间画面。同时,地球上的人也观察到他也静止在离开地球时的那一刻画面。 对于地球上的人来说,他的时间好像停止了,他坐着光速飞船不需要时间,在宇宙中无限远的地方任意穿梭。 如果他坐上亚光速飞船离开地球,他观察到地球上的人动作很慢,例如吃一顿饭用了一年时间。同时地球上的人观察到他的动作也很缓慢。 对于地球上的人观察到的结果来说,他在亚光速飞船上时间变慢了,如果他再次回到地球,和他同年龄的人已经是白发苍苍的老人了,他还是原来那么年轻。 如果他坐在超光速飞船上离开地球,他可以观察到他和地球上的人过去的情境(时光倒流),因为他的超光速飞船追上了他和地球上的其他人以前发到宇宙空间中的光。 但他以超光速离开地球时,地球人再也永远看不到他了,就好像不存在这个超光速飞船了。这也可能就是相对论不能超光速的根本原因吧。 以上都是地球上的人和飞船上的人观察到的现象。但是无论如何,地球上和飞船上的人实际流逝的时间并未丝毫的减慢、停止和倒流。 理由是飞船不论以光速、亚光速还是超光速离开地球后匀速飞行时,不论把地球作为参照系还是把飞船作为参照系都是同等的,地球上的实际流逝时间不变慢、停止和倒流,飞船上的实际流逝时间绝不会减慢、停止和倒流。 由此可见,超光速在宇宙中不是没有的,而是普遍存在的。物体间万有引力的相互作用就是远超光速的,根据万有引力定律几乎是同时进行的。引力波的传播速度也是远超光速的。 众所周知,我们所在宇宙的直经为920亿光年。在量子纠缠中,一对手套在未观察前,它的状态是不确定的。如果把一只手套放在宇宙的这端,另一只手套放在宇宙的那端,当某一时刻观察到宇宙的这端为左手套,就立刻知道宇宙那端是右手套。 由此可见,量子纠缠的速度也远超光速,是瞬时进行的。 引力波是一个有趣的话题,前几年,诺贝尔哥让大家知道了引力波这个物理学名词。但真正了解它具体含义的却很少。至今还有人认为引力波是诺贝尔哥发现的。事实上,诺贝尔哥说的引力波根本就是他胡乱引用的一个物理学名词。引力波是100年前,由爱因斯坦通过广义相对论预言的现象。在当时,爱因斯坦认为引力波可能永远无法被探测出来,因为它实在是太微弱了。直到100年后,才由高灵敏度的LIGO装置探测到。该研究成果也获得了诺贝尔奖。 引力波的传播速度是光速。 自从潘建伟团队搞出量子加密通讯卫星后,量子纠缠这一名词也被大众知晓。在量子纠缠系统中,对其中一个粒子进行测量,就会立即影响到另一个粒子的状态,无论它们间隔多远。据测量, 纠缠中的量子相互影响的速度远远超过了光速。 不是常说“光速是宇宙的极限速度吗”?这句话其实并不完整。完整的是:光速是这个宇宙信息传递的极限速度。关键词是“信息”、“光速”。 量子纠缠是不会传递信息的,它在量子加密通讯里的作用是产生密码,而不是传递信息。信息依然走的传统信道,例如:光纤、电缆等。 我们能够通过引力波探测器了解在宇宙遥远地方的事情。例如,LIGO系统发现的第一个引力波信号就来自于距离地球约13亿光年处的,质量分别为36个与29个太阳质量黑洞的并合。引力波携带了黑洞合并的信息,所以,它不能超越光速。 宇宙膨胀也可以超过光速,它不传递任何信息,所以是相对论所允许的。 图:宇宙膨胀示意图。气球的膨胀并不会在气球表面上的两点之间传递信息 综上所述,只要不传递信息,超光速都是可以的。 都说了N遍了,力场如磁场和电场都是瞬间场,不需要传播时间,瞬间抵达远处,这个你能想象吗? 估计绝大多数人都无法想象,因为它超出了我们思维的惯性,我可以举出一百个理由来说明力场是瞬间场,就拿静电场来说,假设在空中有一个静电荷,那么在这个静电荷周围空间就存在着辐射状的电场力线,如果这个力场的传播是需要时间的,那么当这个电荷匀速运动时,那么在这个电荷运动方向后部的电场线就会收缩,而前部的电场线就会膨胀,也就是说电场线就不再是辐射状直线了,而是曲线形状。 这就直接违反了相对性原理,因为爱因斯坦的相对性原理告诉我们:在所有的惯性系统中,物理规律相同,而在这里我们却会在不同的坐标系中看到的同一个东西是不一样的,这显然是错误的,解释只有一个:静电场只能是瞬间场,只有这样、在所有的惯性系统中,你看到的都是辐射状的场线。 … 不是因为“都说光速不可超越”光速就不可超越了,有事实理论证明光速不可超越,这个事实就是爱因斯坦的狭义相对论。 有些人可能会说,或许爱因斯坦的相对论是错误的,那么光速就可以超越了,但请不要总是在自己想象的世界里获得满足感和成就感,我也一样爱因斯坦的相对论是错的,那样我们就有超越光速的可能了,但不能光有想象猜测,证据在哪里? 还有一点,引力波并没有超越光速,而是恰恰等于光速,也就是说引力波的传播速度正好等于光速,巧合吗?世界上哪有如此巧合的事情? 量子纠缠的速度确实远超光速,甚至可以说是瞬间的,但并不违反爱因斯坦的相对论,相对论并没有说“光速不可超越”,而是说“任何携带信息和能量的物体不能超越光速”! 言外之意,只要不携带任何信息和能量,你可以尽情地超越光速,而量子纠缠本身就不携带任何信息和能量,也不会传递任何信息,所以它超越光速也在情理之中! 量子纠缠讲的是一个整体,我们需要把纠缠中的各个量子用整体的概念去描述,而不是单独描述单个量子的行为状态。当我们试图观测任何一个量子的状态时,其他量子马上感知到,纠缠就也不存在了,这就是所谓的“鬼魅般的超距作用”! 为什么超光速或者说光速是一个坎,是一个瓶颈。首先相对论中对我们宇宙的描述没有问题,同时也是非常准确的。在我们的三维时空中光速就是极限,是一个常数,同时它限制了质量,为什么会造成这种现象,因为光速限制了我们的三维空间的时间轴。所有参数都被其限制。其实相对论不完善的地方就是没有把时间或者说时空加进去,其实光速就是我们时空的密度常数。有了这个常数再来看质量,似乎质量越大达到光速所需的能量越大。有质量的物体看似永远达不到光速,成为瓶颈。实际上应该还有一种物质形态,其场作用越强质量越低,甚至会成为负数。物理学上讲时间是不存在的,但是我们的时空却有着时空密度,这个密度导致了引力的产生,也影响着时间的速度。我很期待在受控核聚变试验和研究中人类能发现新的物质状态,在磁场中可以隔绝超高温,也许再大点可以隔绝时空也说不定,并且还可能改变物质形态。关于黑洞是什么,最新研究表明黑洞内部密度极低,奇点很有可能就是一个场。但是黑洞貌似质量又非常大,那么问题来了,这么大质量怎么来的?首先黑洞光子不可逃逸,在场的作用下,把光子加速到超光速,自然就不可见。根据相对论讲如果物体被加速到接近光速,那么在三维宇宙中质量无限大,那么黑洞所表现出来的质量是否就是事件视界物质的质量呢?这个问题留给天文学家解决吧!首先说答案:量子纠缠超光速,但不传递信息;引力波的速度等于光速而非是超光速。 知道了上述的两种描述方法就可以知道为什么量子纠缠超光速和宇宙膨胀可以超光速了,一个不传递信息一个膨胀的是空间。 爱因斯坦广义相对论提出后就预言了引力波的存在,从本质上解释了引力,认为引力是时空弯曲的外在表现。简单的理解就是:质量告诉时空如何弯曲,弯曲的时空告诉物体如何运动。而弯曲的时空像波纹一样传递就是引力波,也被称为时空涟漪。 一般黑洞或者中子星的融合产生的引力波,按照现在人类的技术才可以观测的到。这里天体可以使时空弯曲的曲率变得非常大,同时也是快速运动一直在“扰乱”平坦的时空。引力波的速度为光速意味着引力的速度同样为光速,也解释了牛顿万有引力定律中的“超距作用”。 而量子纠缠被爱因斯坦称为“鬼魅般的超距作用”,而实际上波尔对量子纠缠的解释是:处于纠缠态的两个量子已经不能分为两个独立的个体,而是一个统一的系统。即使是相隔天涯海角它们也是统一的整体,这里的超光速就没有实际意义了。潘教授团队研究的量子通信技术有的人误解为通过量子纠缠超光速传递信息,其实这是理解上的错误。 量子通信技术只是在加密信息,依托的依然是传统的电磁波通信,也超不了光速。

M87*是M87星系中心的超大质量黑洞,它以近乎光线的速度发射物质喷气流。黑洞吸引物质,其中一些物质被喷射返回到宇宙空间。这些被喷射的物质以喷射流或光束的形式沿着磁场线运动,由此产生喷射流。X射线数据显示有两结喷射流分别拥有和倍于光线的速度,而超光速运动可以解释这一“违背物理规律”的速度。早在很久以前,这个黑洞就被命名为M87*。天文学家们已经观察它很长时间了。去年,事件视界望远镜拍摄到了M87*的图像,也就是史上第一张黑洞图像。正是这张照片让M87*家喻户晓。 M87 星座 (也叫处女座 A 或 NGC 4486)是处女座中的一个超大型椭圆星系,离我们大约5300万光年。M87长轴长约24万光年,略微大于银河系的直径·。 M87 星座 拥有多达12,000个球状星团。相比之下,银河系仅有差不多200个星团。科学家认为M87与其他椭圆星系一样,都是通过合并来获得如此之多的球状星团。 M87* (M87 星) 是位于 M87 星系中心的超大质量黑洞 (SMBH),质量比任意已知的黑洞都大。它的质量是太阳的65亿倍。 M87*距地5500万光年之外,而它的喷射物延伸出足足5000光年。 几年前,哈勃望远镜记录拍摄到了这些喷射物质在可见光和红外波段下的合成图像。这张相片可以说在天文界无人不知。 多年来,天文学家一直在观察M87*喷射物在不同波长下的图像:长波、可见光波长和X射线。然而,钱德拉X射线仪观测首次发现,部分喷射物的移动速度似乎远远超过光速的99%。 在一次新闻发布会上,剑桥的哈佛和史密森尼 (Cfa)天体物理学中心的拉尔夫·卡夫说:"这可以说是X射线数据记录仪使用以来首次测出如此极端的速度。我们需要调整钱德拉X射线测量仪再次进行确认。 卡夫在夏威夷火奴鲁鲁举行的美国天文学会会议上介绍了这些新成果。研究结果也发表在《天体物理学杂志》上一篇题为"M87X射线喷射中视超光速运动的检测"的论文中。这些喷射物是怎么产生的? 像M87*这样的星系中心黑洞会不停的将物质拉向自己。随着距离的缩短(由于角动量守恒定律),这些物质开始围绕着黑洞高速旋转,从而形成了吸积盘。这种物质是很少会被黑洞吞噬的。 只有少量的物质会落入黑洞,而另一些则被射向太空。这些物质沿着磁场线,以射流和光的形式被喷射向太空。这些喷射物不是均匀平滑的:它们具有像钱德拉这样的观测仪可以分辨的物质团。 天文学家们对其中两个非常感兴趣。多年来,他们用图像来追踪这些物质团的运动。它们分别距离中心黑洞900光年和2500光年。 钱德拉天文台的X射线数据显示,这些物质团以令人难以置信的速度移动:靠近黑洞中心的那个物质团移动速度达到了倍光速,另一个物质团的速度是光速的倍。等等,没有物质的移动速度能够超过光速! 超光速运动?那是不可能的。没有什么比光运动得更快了。这当然是真理。所以一定可以解释这个观测结果的原因。 这个现象现在被称为"视超光速运动"。 "物理学界公认的定律之一便是,没有什么能比光运动的更快,"来自CfA的论文合作作者布拉德·斯尼奥斯说道,"我们并没有推翻物理学的基础,而是发现了一个叫做视超光速运动的神奇物理现象。“ 造成视超光速运动现象需要两个关键因素:物质的运动速度和它的运动轨迹与我们观察方向形成的夹角。当一个物体,比如说像这种黑洞的喷射物,以接近光速的速度几乎朝着我们运动,我们就会有一种,这个物体的运动速度超过了光速的错觉。这就是视超光速运动。 正是因为M87黑洞的喷射物本身的速度几乎和光一样快,而且它的喷射方向几乎正对着我们,所以这些物质看起来有着不可思议的速度。 天文学家以前确实观察到类似的视超光速运动的物质,但在X射线波段还是第一次。这意味着他们暂时没法确定到底是物质本身以99%的光速移动,还是喷流产生的冲击波。 M87* 黑洞的射流沿着自身的磁场方向呈螺旋状发散,这似乎可以告诉我们问题的答案。在X射线的观测中,研究团队发现,视速度达到光速倍的团块在2012年至2017年之间X射线强度下降了超过70%。 但这种能量损失只发生在X射线波段,在可见光和紫外波段没有明显现象,这很可能是由于粒子在沿着磁场运动的过程中不断逸散能量所致。 这种现象被称为同步辐射耗散。这意味着天文学家观测到的不同时间的X射线数据是来自同一群粒子的,也就是说,他们所观测的不可能波,而是实际存在的粒子。 "我们的工作提供了迄今为止最有力的证据,证明M87*的喷射物实际上是正以接近宇宙速度极限的速度飞行的大量粒子。"斯尼奥斯说。钱德拉、EHT (事件视界望远镜)和 M87* 钱德拉X射线观测仪的数据和事件视界望远镜在研究M87*方面可以说是相辅相成。当 EHT花了六天时间拍摄黑洞的事件穹界的时候,钱德拉观测仪正研究数百年前从M87*中喷出的物质。 同时EHT图像比钱德拉的成像小1亿倍。 "这就像事件视界望远镜正在提供火箭发射台的特写视图,"CfA的另一位共同作者保罗·努尔森说,"而钱德拉观测仪正在向我们展示飞行中的火箭。” 作者: sciencealert FY: 转载还请取得授权,并注意保持完整性和注明出处

这个速度介质,指宇宙真空。主要是指空间结构,空间微泡(以太,暗物质)导致的光速变化。光在水这些是折射等导致,其实速度内变化。回过头再看这个问题:假设如下在引力大地方可能是万公里秒,空间和真空不空引力更大地方25(出现干扰?),引力无穷大黑洞被停止运动0引力小地方40万公里秒,空间在水里10万公里秒,折射在光纤20万公里秒,折射光速受到折射和空间微泡弹性两个因素影响。绝对时间其实传导速度并无变化。

超光速,超过太阳光速(约为3×10的8次方)的速度是有的,太阳光速并不是最快的速度,质量大于太阳的恒星发出的光速都比太阳光速度快。人们所说的光速(约为3×10的8次方)实际上是太阳光的速度,决定恒星的光速的因素是恒星的质量和其他一些特性,恒星的光速随着质量的增大速度越快,大质量恒星的光速比小质量恒星的光速快,太阳只是一颗中等质量的恒星,所以太阳光速不是最快的光速,质量大于太阳的恒星发出的光速都比太阳光速度快,光的传播过程中的直线度与光速有关,光速越快光传播的直线度越好,光线越接近直线,光速越慢光传播的直线度越差,光线越接近曲线,光速与恒星的质量和它的其他特性有关,同一颗恒星发出的的光速离恒心距离越近光速越快,离恒星距离越远光速越慢,所以真空中的光速并不是最快的光速,离恒星最近的光速才是最快的光速,而那里并不是真空,同一个恒星的质量是不断减小的,所以光速也在不断减慢,光速不是恒定的值,恒星是不断旋转的,光也是不断旋转的,地球和恒星的位置不同,速度也不同,所以到达地球的光是偏转很大的。我的论文早就论述了太阳光速(约为3× 10的8次方)不是最快的速度。以上观点是我论文<光的形成和它的速度>中的一部分,不做实际的真实的研究,是不会得出以上结论的,我研究的主要方向是生命科学,物理学,天文学,我的研究和成果有:牛顿只做了一少半工作,另一大半工作没想也没做的工作,我已完成了它的主要工作;爱因斯坦后半生想了,做了,但没完成的工作,我已完成了它的主要工作;探测宇宙中某一星球是否存在生命,是否存在生命生存条件的一个方法;初探宇宙中某一星球存在哪些能源,是如何分布的;还有一些宇宙天体的人们未知的一些性质,我有研究成果,等等。中国西安陕汽王伟。我的博客:aimende的新浪博客,aimende的新浪轻博客

变速器工作原理毕业论文

自动变速器能够根据发动机负荷和车速等情况自动变换传动比,使汽车获得良好的动力性和燃料经济性,并减少发动机排放污染。自动变速器操纵容易,在车辆拥挤时,可大大提高车辆行驶的安全性及可靠性。

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研究水母发光原理的论文

水母发光靠的却是一种叫埃奎林的的蛋白质,这种蛋白质遇到钙离子就能发出较强的蓝色光。据科学家研究,每只水母大约含有50微克的发光蛋白质,这说明水母就是靠它发光的。

水母发光靠的是一种叫埃奎林的神奇的蛋白质,这种蛋白质遇到钙离子就能发出较强的蓝色光来

变速箱结构和原理毕业论文

工作原理及维修 - 图文更新完毕开始阅读山东交通学院毕业设计(论文)前言自动变速器的运用对于汽车的发展已经成为一种趋势,近几年来装用自动变速器的轿车数量也很快增加。相比于传统的手动变速器,自动变速器虽然结构复杂、种类较多。但是装有自动变速器的汽车操作简便、经济、安全。但是,由于机械技术和液压技术、电子技术的结合,使得在维修方面更具挑战性。由于自动变速器有很好的自动调节和自我适应性,车辆在起步时更加平稳、加速时更加均匀。在减震方面的良好表现降低了传动系的动载荷和扭振,延长了传动系的使用寿命,使乘员在乘坐时也感觉更加舒适,行驶更加安全。在车辆行驶平均速度上也有所提高。虽然在很多方面自动变速器相对于手动变速器有非常优秀的表现,但效率低下也是自动变速器难以忽略的问题。所以,弄清楚自动变速的结构和工作原理,了解自动变速器各个部件的作用和工作原理成为发展自动变速汽车道路上的当务之急。同时对其故障诊断和维修方面,也要同步跟进,以确保自动变速汽车的正常使用和发展。自动变速器在遇到故障发生时,在维修时比较麻烦和耗费时间精力,因为其结构组成相比于传统的手动变速器而言更加紧密,也更加的复杂。一般很少有故障发生,这得益于它的性能更加优越,结构更加合理,设计更加完善。为了在维修时能够顺利的进行,熟悉其个部分结构和工作原理就非常的重要了。只有反复练习,熟练维修流程才能够更好的完成维修工作,才能在变速器发生故障时从容应对。本文将以丰田A341E自动变速器为对象,研究分析其结构和工作原理,并在故障诊断与维修方面做一定论述。A341E自动变速器简单的工作原理是动力由发动机输出,经过变矩器传递给自动变速器,通过自动变速器的行星齿轮机构,通过驾驶员对操纵手柄的操作实现不同的齿轮啮合,达到变速的目。故障诊断是用各种故障诊断方法,有时借用相应的仪器对自动变速器进行测试和分析,按照一定的方法和步骤对自动变速器的机械系统液压控制系统和电子控制系统进行诊断,确定故障发生的具体部位和零部件。1姜葛:丰田A341E自动变速器的结构、工作原理与维修1 自动变速器概述 自动变速器的发展汽车自动变速器的成长过程比较缓慢。液力变矩器的成长阶段是从1939年到1950年。在这一成长阶段中,通过行星齿轮机构完成变速,液力变矩器的液力传动部分没有使用液力耦合器。纵然这种结构形式简单,成本也不高,但是液力传动部分只是作为联轴器使用,达不到变矩的功用。传动转矩的变化都是依赖行星齿轮机构。20世纪50年代,Ford Motor Company顺利的研发制造了使用液力变矩的3档自动变速器,至此液力自动变矩器用于轿车迈进了成熟期。由于汽车的高速比、燃油经济性和噪音控制的要求逐渐严格,液力变速器的行星齿轮机构的档位数和速比范围有增加的趋势。1977年,日本丰田研发了具备4个档位的自动变速器、1977年后,又顺利研发了具有了超速档的自动变速器。这款具有超速档的变速器,不仅在变矩比和传动部分有所提高,同时换档圆滑。因为它采用了三元件液力变矩器和多档行星齿轮机构联合的设计理念。在自动变速器中使用范围最大的行星齿轮变速器是辛普森式(Simpson)行星齿轮变速器,是美国福特公司的一名叫辛普森的工程师发明的。1983年,NISSAN公司成功研发了4档液力自动变速器用的行星齿轮机构,它显著的优点是组织紧密,从而为多档化的液力自动变速器打下了基础。1989年,NISSAN汽车公司研制的具有5档的液力自动变速器成功装车使用,这两款变速器都是在原来的3档和4档液力变速器的条件上,加装一组行星变速齿轮机构而设计的。最近这些年,随着自动变速器各部分结构性能的改进和完善,尤其是电子技术和自动控制技术与传统技术的融合,诞生了电控自动变速器,它包括电控液力机械传动的自动变速器和电控齿轮式机械传动的自动变速器。提高了汽车的燃油经济性、动力性、安全性,同时使汽车变得更加绿色环保。实现了变速器与发动机的最佳组合,促进了汽车产业的健康发展。 自动变速器的种类依据传动比变化方式的不一样,自动变速器能够分为两个大类:有级式的自动变速器和无级式的自动变速器。常用的有级式自动变速器一般可以分为液力自动变速器(AT)、电控机械式自动变速器(AMT)和双离合器式自动变速器(DCT)三大类。丰田A341E自动变速器其实就是一款电控式液力自动变速器。现在轿车使用的液力自动变速器一般是四速、五速或者六速,但是液力变速器的档数可以是三速到八速。变速器的档位越多,结构也就会变得越复杂,对各项技术的要求也会越高。 电控机械式自动变速器同传统的机械变速器一样,传动效率都比较高,一般装配使用在小排量的乘用车和重型商用车上。双离合器式自动变速器的结构组成比较复杂,制造难度相对较大,但是具有机械变速器传动效率高的优点,具有很大的发展空间。而无级2山东交通学院毕业设计(论文)自动变速器,结构简单,体积小,工作速比范围宽,容易与发动机形成理想的匹配,具有相当理想的优势,是未来变速器发展的趋势。 自动变速器与手动变速器的区别(1)变速器操纵杆不同手动变速器的操纵杆如图所示。图 手动变速器操纵杆 manual transmission lever装有这两种变速器的汽车的操纵杆作用不同,手动变速汽车的操纵杆是用来改变档位的,档位的变化通过改变操纵杆的位置来实现的,档位与操纵杆的位置是一一对应的。装有手动变速器的汽车具有的档位为:一档、直接档、倒档、空档等。而装有自动变速器的汽车的操纵杆是用来改变工作模式变化的。装有自动变速器的汽车具有的工作模式为:停车(P)、倒车(R)、空档(N)、自动档(D)、限定范围的自动档等工作模式。正常行驶的自动变速汽车,操纵杆放在自动档(D)上,汽车能够自动完成高档和低档的转变。自动变速器的操纵杆如图所示。图 自动变速器操纵杆 automatic transmission lever3姜葛:丰田A341E自动变速器的结构、工作原理与维修其次,从踏板数量上,装有手动变速器的汽车有三个踏板:油门踏板、制动踏板和离合器踏板。而装有自动变速器的汽车只有两个脚踏板:油门踏板和制动踏板,无离合器踏板。装有手动变数器的汽车,也叫手动档汽车。装有自动变速器的汽车,也叫自动档汽车。手动档汽车,要改变车速,需要通过拨动变速操纵杆改变变速器内的齿轮啮合位置,改变传动比,从而改变车轮转速。而且只有在踩下离合时,才能拨动变速杆。只有当驾驶者技术熟练时,装手动变速器的汽车在加速、超车时才会比自动档汽车速度快,更省油。自动档汽车,能够自动的改变速度,驾驶员只要通过踩压加速踏板即可。自动变速器会根据踏板的变化和车速自动的进行变速。(2)自动变速器与手动变速器相比,自动变速器具有下列优缺点: 优点:①能够主动改变转速,扭矩变化不间断,换档时动力持续; ②通过性能好,起步简单,换档简单平顺圆滑,舒适性好 ; ③承受的冲击和动载荷小,机件寿命长。 缺点:①结构复杂,制造标准高,难度大,成本高; ②传动效率相对较低,价格高,耗油量大; ③对维修人员的技术水平要求更高。

自动变速器能够根据发动机负荷和车速等情况自动变换传动比,使汽车获得良好的动力性和燃料经济性,并减少发动机排放污染。自动变速器操纵容易,在车辆拥挤时,可大大提高车辆行驶的安全性及可靠性。。

自动变速器能够根据发动机负荷和车速等情况自动变换传动比,使汽车获得良好的动力性和燃料经济性,并减少发动机排放污染。自动变速器操纵容易,在车辆拥挤时,可大大提高车辆行驶的安全性及可靠性。

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