惯性与非惯性参照系--边寒剑坛友所转贴《引力》一文的错误

gbdashen

& d' N0 y! M, I+ }/ m$ V* c/ q边寒剑坛友前天转贴了《科学之谜》杂志一篇名叫《引力的速度，也许是光速的一亿倍甚至更多》的文章（以下简称《引力》），转贴地址
! u# S7 Q# R$ T; x! P3 jhttp://www.aswetalk.org/bbs/thread-27109-1-1.html
/ z, Y( m0 g! u+ l6 l6 q$ ?/ ~文中大量使用了地球坐标系，或者说地心坐标系。在探讨地球与太阳之间的物理现象的时候，地球坐标系是一个标准的非惯性参照系。原文作者在使用非惯性参照系的时候，犯了根本性的错误。因此文中的结论完全是错误的。
: u" u) n: }3 p; X
2 P/ p0 \1 t. }7 p（一）惯性参照系与非惯性参照系
首先指出一点，《引力》一文对物理现象的探讨，没有超出牛顿经典力学的范畴，没有涉及相对论力学、量子力学等非经典理论，因此，可以从牛顿定律开始说起。
牛一定律，又称惯性定律，一切物体在没有受到力的作用时（合外力为零时），总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种运动状态。
牛二定律，简单地说，F=ma，F是物体所受的外力，m是物体的质量，a是物体的加速度。
9 p3 p. [6 K( i! j- u" x我们在描述物体运动的时候，总要选取一个参照物。当我们选择一个不受外力的物体为参照物时，也就是说，参照物本身处于匀速直线运动状态或静止状态时，这个参照系被称为惯性参照系，反之则被称为非惯性参照系。
; v( ^0 O6 {6 T% K8 X- V: A必须指出一点，牛一定律和牛二定律仅在惯性参照系内才是成立的，在非惯性参照系内，牛一定律和牛二定律都会失效。
- |% v; P5 n! D1 b) o
（二）《引力》一文第一条证据的错误所在
  u% n7 u, y6 }. [6 i& I9 P; {; N  u# w“而由于地球的公转，实际此时的太阳位置，在“看到的”太阳位置前面22角秒的位置”
  X. _7 v' o8 \+ O) M这是在地球上看到的结果。
2 T' H" v" F6 W) U或者说，以地球为参照物（准确的说应该是以地心为参照物，因为没有考虑地球自转），太阳在围绕地球转动。那么，好像，在太阳光照射到地球上时，太阳已经往前运动了22角秒。那么，好像，太阳的引力与太阳的光压力不在一条直线上，地球应该受一个力。
事实上这个力是不存在的，为什么，这不是一个惯性参照系。地球受到太阳的引力，并不处于匀速直线运动或静止状态。在这个参照系中，牛一和牛二定律不成立。
- [4 T, L6 s0 V. m; d" I在这个参照系中，太阳围绕地球转。物理教科书中说到，物体A要围绕物体B旋转，必须受到指向物体B的向心力。那么，太阳的向心力是什么？
5 H7 C' |/ R4 x; m3 t地球的引力？对太阳来说，地球的引力是如此微弱以致是可以忽略不计的。那这个向心力是什么？事实上这个向心力是不存在的。在地球参照系这个非惯性系中，太阳不受力却围绕地球旋转，与牛一和牛二定律相悖。
还有，在地球参照系中，地球受到太阳强大的引力，本身却不运动。可见，在非惯性参照系中，有物体不受力，却有加速度；也有物体受力，却没有加速度。那么地球受到一个所谓的“太阳引力与太阳光压共同作用所产生”的力，运动状态却没有改变，有什么奇怪吗？
1 Y% O' h+ S1 B  p: _
（三）如何对第一条证据所提情况进行分析
; C  c0 O; \* P( T: {0 Z% n很简单，要选个惯性参照系。在地球和太阳中，谁更符合惯性参照系的要求？当然是太阳。事实上，在讨论太阳系以内的物理现象的时候，太阳基本可以被认为是不动的。以太阳为参照物的参照系，基本可以被认为是一个惯性参照系。
( R* t$ m* ~: a3 a, ?. }4 n那么在太阳参照系中，太阳的光压和太阳的引力，在一条直线上吗？或者说，太阳在8分钟前的位置，与太阳在8分钟后的位置，有什么变化吗？
$ t& n) u  Z+ b( N太阳是不动的！太阳是不动的！在太阳参照系中，太阳是不动的！
9 C4 T1 f+ Y" \) y& m/ Z( |改变的不过是你的眼睛的位置和你的脖子的仰角！太阳的光压和太阳的引力在一条直线上，虽然是8分钟之前的光！
8 n8 ~- g# |* N: q8 t/ I! s/ x
土鳖抗铁牛。后面三条所谓的证据等俺有时间了再继续写。

gbdashen

dasa 发表于 2013-12-21 11:32
. b) }6 w3 a/ D6 e: w0 Z) p) X' v精确。
顺便帮我看看我na个时空联系方程靠谱不？

3 k2 G4 b  O/ m  B( Y5 M0 B大哥，当年我相对论学得很差，不好意思。

gbdashen

俺是正牌苦逼穷忙，所以，请原谅俺拖了快一个月才来补完这篇小小的帖子吧。
帖子刚发的时候还算热乎，现在话题早就凉透了。俺也想过，这篇帖子要不就这么着吧，也算是俺在网上留了个小坑，以后俺要是有名了，也可以指着这个坑，跟大家介绍说，这个坑是俺挖的。不过，俺是个实诚的人，既然帖子最后写了土鳖抗铁牛，不写完的话，总觉得心里不得劲。那，就补完吧。
帖子还热乎的时候，很多坛友跟了帖，好像还被版主大人置过顶。谢谢各位跟贴的坛友和帮俺置顶的版主大人！谢谢！
6 R; p5 V' Z3 n, n- p9 }% B1 U8 [----------------------------------------------------------------------------------------------
下面接着白话。先说第三条证据，待会儿回头再说说第二条。
  [* J# g; V5 \% }. y0 h" u% n俺在主贴已经分析了，太阳的实际位置与视位置是一致的，所以，月球遮住阳光的时刻，基本上就是月球、地球、太阳处于一条直线的时刻。即使引力的速度真的快于光速，此时的潮汐力也应该是最大的。《引力》一文中说，潮汐力最大的时刻是在日食之后大约40秒的时间，这个，呃，我觉得有问题。有两种可能：
一、真的有这个现象，但是不是因为什么引力速度快于光速造成的，具体是什么原因，我不知道；
# t& [% X. f4 ?4 }9 J9 ^二、没有这个现象，《引力》一文的原作者的数据有问题。
" S6 n6 ]# N! ]& b" W; d  n+ M
现在回头说说第二条证据。
( F" p/ U+ X" b. k; T. m第二条开始的一大段话都基本是正确的，通过文章说的方法，理论上确实可以测定地球所受引力的方向。
问题是，他说引力指向他说的那个“太阳的实际位置”，可是，这根本不可能啊！太阳的实际位置就是太阳的视位置啊！
: L  \- G3 M! P6 j  _我靠！我只能怀疑，原作者的数据很有问题了！

% k9 Q3 ^& ^5 T# F6 c3 _. G: K接下来再说说第四条证据。
原作作者的意思很简单，引力能从黑洞里面出来，光不能，所以引力比光快。
我晕！光为什么出不来？不就是被引力拉住了？你还想让引力把引力拉住？引力能控制住光，说穿了，是因为引力场比电磁场作用强，和二者谁传播快没有任何关系。
/ b$ r* B% ^0 f' m6 C- i----------------------------------------------------------------------------------------------
说了一大堆，最后一个问题，引力波传播速度和光速到底是什么关系呢？
3 G) _; q* D  Z  e  x2 M' t' q这个问题经典物理理论是解决不了的，要用在广义相对论。按照广义相对论理论，引力是不存在的。我们感知到的所谓引力，实质上是一种空间扭曲的表现。加速运动的物质会产生引力波，理论上引力波的传播速度就是光速。
& j8 K! h8 p6 i引力波的直接检测非常困难，目前好像没有在实验室中检测到引力波的报道。但是，人们可以通过对天体的观测来间接验证引力波的存在。目前观测的结果和广义相对论是相符合的。如果在观测过程中真的发现了引力传播速度快于光速的证据，那么一定会引起轰动的。这么轰动的新闻，我反正没听说过。
+ W% _/ e5 O; \! x' D( f
! o4 j2 ?) H- s5 |简单的说，以目前人类获得的实验结果来看，引力的传播速度就是光速。好了，白话完毕。

gbdashen

阿忙 发表于 2013-12-24 14:19
对于量子纠缠态来说，他们协作的速度的确是超光速，不过这个和光速不可超越的不矛盾，光速不可超越指的是 ...

谢谢科普！
+ l" K: z3 K, g% M& |* |& {
我读书的时候，课本中提到过，光的相速度是可以超过光速的。但相速度不能携带信息，携带信息的必须是光的群速度，而光的群速度最快也就是光速了。然后我就记住了，光速是信息传递的最快速度。
1 C: k+ w) X0 A3 S  J! u- P
原来量子纠缠和相速度是一路货色啊！

gbdashen

天马行空 发表于 2014-1-14 09:52
给楼主提个小问题：虽然地球是非惯性系，但牛顿力学还是处理得很好的只有加上惯性力就可。，加上“惯性力” ...

6 }( N2 K* C3 i% w0 A" z/ i大哥，别考我了吧，我毕业很多年了，学的东西基本都还给老师了。能写出这篇破帖子，已经耗死我不少脑细胞了。