几个狭义相对论验证实验的重新分析.doc.doc

几个狭义相对论验证实验的重新分析 尽管相对论解释了许多实验，但是否揭示了导致实验的本质原因，需要继续研究.1971年美国科学家在地面将精度为0.000000001秒的铯原子钟对准，把其中4台原子钟放到喷气式飞机上绕地球一圈，然后返回地球与地面上静止的原子钟比较，结果是绕了地球一圈的这4个原子钟比地面上的慢了59毫微秒（0.000000059秒），与广义相对论的计算结果误差为10%.后来将这个实验的喷气式飞机换成宇宙飞船，实验数据更接近广义相对论的计算结果.物理学家曾经利用原子钟高速运动时钟减缓寿命的延长，说明狭义相对论的正确，笔者认为这是不妥的.因为原子钟在高速运动过程中，地面上的时钟相对于它也在高速运动，为什么地面上的时钟不减缓呢？因为原子钟在实验中有一定的飞行高度，在飞行过程中实际是变速运动，加速运动的物体可以产生引力场，根据广义相对论引力场中时间延缓，所以对此应当重新分析.引力场强度不变，时钟的快慢不变，强度变大，时钟延缓，反之时钟加速.1971年，为了验证相对论的时间变化，美国进行了原子钟环球飞行实验，其结果是：时钟向东飞行时慢了59×10-9，往西飞行时快了273×10-9.广义相对论的计算值与实验结果有一定的偏差（尤其钟快现象）.总之，在实验中的三组原子钟相互看来，实验中既有“动钟变慢”现象，也有“动钟变快”现象.一般认为，来自外层空间的宇宙线轰击地球大气，产生了大量的μ介子，这些μ子具有很宽的能量范围，飞行速度有大有小，高能量的μ子速度非常接近光速c，可大于0.9954c.μ子寿命很短暂，产生后会很快衰变掉，各个μ子的实际寿命有长有短，但是当我们统计群体μ子的平均寿命时发现，其平均寿命是恒定的.一群μ子衰变掉一半所需的时间，称为半衰期，常被用作寿命的标志,大量的实验统计出静止μ子的半衰期T 1.53×10-6秒，恒定不变.1963年的一次实验中，人们在高1910米的山顶上，测量铅直向下的速度在0.9950C～0.9954C之间的 - 子数目，每小时平均有563 ± 10个；然后在离海平面3米高的地方测量相同速度的 - 子数目，平均每小时408 ± 9个. - 子从山顶运动到海平面所需时间应为：. 这是静止 - 子半衰期的4倍多，如果高速运动的 - 子半衰期和静止时相等的话，人们预期在飞行经过1907米距离后，在海平面附近的 - 子数应不到 个.而当时实际测量却有408个，这清楚地表明，运动着的 - 子半衰期增长了，或者说，衰变过程变慢了. 【1】【2】 笔者认为这是一个广义相对论效应——μ子和介子在飞向地球的过程中,引力场在增强, 同时由于μ子带有电荷，地磁场的存在相当于加强了引力场.笔者认为下面的实验也应当是一个广义相对论效应，长度收缩不具有累积效应：在现代高能物理研究中常用的粒子加速器中，粒子可以被加速到0.9998c的高速.从下表可以看出原长1米的原子管道的长度收缩效应. 速度 静止长度 运动长度 0.1c 1m 0.995m 0.5c 1m 0.886m 0.8c 1m 0.6m 0.9c 1m 0.436m 0.97c 1m 0.243m 0.99c 1m 0.141m 0.999c 1m 0.045m 0.9998c 1m 0.02m 参考文献： 【1】A.P.弗伦奇 著《狭义相对论》 人民教育出版社1979年6月第1版倪光炯 李洪芳 著《近代物理》上海科学技术出版社1979年8月第1版