是以一種類似于溫度變化的方式導(dǎo)致聲波彎曲的,通過(guò)羅德·納夫的海波物理,你可以知道空氣中的聲波在晚上是如何向下彎曲的,原因是靠近地面的冷空氣密度更大。
了解聲折射
對(duì)于光子和引力來(lái)說(shuō)也是類似的。不要把光子當(dāng)作臺(tái)球粒子,因?yàn)樗鼈冇兄哳l電波的特性。
不過(guò)請(qǐng)注意愛(ài)因斯坦在1916年說(shuō)到:“光線的彎曲只發(fā)生在光速是空間變量的地方”。
他沒(méi)有說(shuō)光“遵循時(shí)空的曲率”,這就是所謂的對(duì)孩子撒謊。
光子概念圖
時(shí)空曲率與勢(shì)的二階導(dǎo)數(shù)和潮汐力有關(guān),引力與勢(shì)的一階導(dǎo)數(shù)有關(guān)。你所在的房間里沒(méi)有可檢測(cè)到的潮汐力,所以也沒(méi)有可檢測(cè)到的時(shí)空彎曲,但是你的鉛筆還是會(huì)掉下來(lái),這是很容易被發(fā)現(xiàn)。
愛(ài)因斯坦也沒(méi)有說(shuō)“光遵循測(cè)地線”。測(cè)地線是一種抽象的東西,它實(shí)際上并不存在。然而,造成光線彎曲的物理現(xiàn)象確實(shí)是存在的。
測(cè)地線
空間有著“非均勻非各向同性”的性質(zhì),正如夜間的空氣既不均勻也不各向同性一樣。在某種程度上,靠近黑洞的空間“密度更大”,但這種密度不是一般意義上的密度,因?yàn)榭臻g不同于空氣,它們性質(zhì)上是不同的。
圖源:wjbaike
關(guān)于這個(gè)問(wèn)題的另一個(gè)觀點(diǎn),可以看看奈德·賴特教授的文章——《偏轉(zhuǎn)和延遲》。他說(shuō)到:“在一個(gè)非?,F(xiàn)實(shí)的意義上,光線通過(guò)一個(gè)巨大物體所經(jīng)歷的延遲是光線偏轉(zhuǎn)的原因”。它與夜間的聲音非常相似,而至于這為什么不是常識(shí),我并不清楚。
不久前我和維基百科的編輯談?wù)摰?,光速可變理論的文章現(xiàn)在談到了愛(ài)因斯坦1911年后的提議。它是這樣說(shuō)的:“在這種用法中,除了作為一個(gè)可變的標(biāo)量速度,再也沒(méi)有其他方法可以用來(lái)解釋光速?!彼€說(shuō):“彼得·伯格曼不同意愛(ài)因斯坦的觀點(diǎn),但是他為了得到愛(ài)因斯坦的支持,在1942年的早期著作中沒(méi)有提及這一爭(zhēng)論?!?936年至1941年間,彼得·伯格曼在普林斯頓做愛(ài)因斯坦的助手。在1942年他寫(xiě)了第一本關(guān)于廣義相對(duì)論的教科書(shū)。愛(ài)因斯坦去世后,“伯格曼在1968年寫(xiě)了一本新書(shū),聲稱矢量光速可以改變方向,但不能改變速度大小,這已成為科學(xué)界的主流觀點(diǎn)”。我倒認(rèn)為這種流行的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。我對(duì)很多東西有著很大影響,包括黑洞物理學(xué),所以我預(yù)計(jì)這將需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)改變。改變科學(xué)界的主流觀點(diǎn),就如同是在改變超級(jí)油輪的航向一樣困難。
這里有幾個(gè)問(wèn)題。光確實(shí)不會(huì)“跟隨時(shí)空的曲線”(不管那意味著什么......但是確實(shí),我以前也聽(tīng)說(shuō)過(guò))。然而,正是時(shí)空的曲率產(chǎn)生了光的彎曲,但時(shí)空彎曲不僅僅與潮汐力有關(guān)。位于時(shí)空平坦區(qū)域的物體不會(huì)“墜落”,因?yàn)槌毕εc時(shí)空的“內(nèi)在”曲率有關(guān),而不是所有的曲率。這意味著在沒(méi)有潮汐場(chǎng)的情況下,你可以切換到一個(gè)時(shí)空是平坦的參照系,因此曲率不是“內(nèi)在的”......但是在那個(gè)參照系中,沒(méi)有重力加速度,你的參考系是“下降”的鉛筆(說(shuō)),所以沒(méi)有鉛筆的加速度被觀察到。這就是行動(dòng)中的等效原理。
圖源:weijibaike
光確實(shí)遵循測(cè)地線。我不知道他們?yōu)槭裁匆凳緶y(cè)地線是抽象的這一事實(shí),使得這在某種程度上變得不可能。拋物線也是抽象的概念,這并不妨礙(理想化的)平拋運(yùn)動(dòng)遵循它們。測(cè)地線的含義不是物體被約束的某種“軌道”,也不是“遵循測(cè)地線”的意思。它們就是慣性路徑的意思。
你絕對(duì)可以用一種方式來(lái)分配時(shí)間坐標(biāo),這種方式可以導(dǎo)致光速隨位置而變化。只有在局部時(shí)空度量方面,真空得到的速度測(cè)量結(jié)果會(huì)因位置不同而不同,這一點(diǎn)毫無(wú)爭(zhēng)議。這完全取決于中的光速才具有固定值c。如果你使用的是某個(gè)遠(yuǎn)距離觀察者的時(shí)鐘,而不是光線經(jīng)過(guò)的時(shí)鐘,你如何定義你的術(shù)語(yǔ)。順便說(shuō)一句,一旦你這樣做了,就沒(méi)有理由把聲音比作空氣中的溫度梯度了......因?yàn)楣馑俚淖兓呀?jīng)成為光線通過(guò)非均勻介質(zhì)時(shí)折射的原理。
光速概念圖
另外,費(fèi)馬原理基本上是一個(gè)測(cè)地學(xué)原理,它只是在討論不同的不均勻性來(lái)源。你似乎對(duì)此知之甚多,以至于給自己惹上麻煩(例如假設(shè)大的、糟糕的科學(xué)機(jī)構(gòu)是遲鈍的,而不是你只是錯(cuò)過(guò)了某些東西)。我建議,談到你在這里提出的那些主張時(shí),至少要裝出一點(diǎn)克制的樣子。
參考資料
1.維基百科全書(shū)
2.天文學(xué)名詞
3. quora-藍(lán)多多
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