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广义时空相对论及其应用概述 ?夏?（xgxia2007@）　上传2007.07? 内容提要：本文从分析爱因斯坦相对论的逻辑谬误与概念错误出发，概要地介绍了广义时空相对论，又通过对比广义时空相对论与狭义相对论的变换公式，扼要地阐述了两种相对论的本质区别。随后，利用广义时空相对论的理论结果讨论了光子静止质量的计算公式及其应用。因所得结果与天文观测完全一致，所以不仅验证了光子静止质量的计算公式，而且断定了恒星系光谱红移现象的老化机制，并否定了大爆炸模型的宇宙生成论。最后借助于对康普顿散射现象的讨论，进一步证明了广义时空相对论比爱因斯坦的相对论更为正确。 【关键词：广义时空相对论 狭义相对论 光子的静止质量 红移现象 老化机制 大爆 炸宇宙生成论】 一 问题的提出 自1905年爱因斯坦的狭义相对论问世以来，人们的时空观念开始发生了革命性的变化。因为，按照狭义相对论的时空观念：“同时性是相对的”。例如，一把刚性的尺子会因运动而收缩，一个标准时钟的走时率会因为运动而变慢。也就是说，“空间”和“时间”与物体的“运动状态”有关。由这种时空观念出发，对于同一个客观事件，处在不同位置上的观测者将会得出不同的观测结果，于是便有人相信：“时间和空间不是客观实在，而是人的直观形式”。——这正是康德（I. Kant）与马赫（E. Mach）的相对主义时空观。从狭义相对论出发，必然导致一系列的时空佯谬，诸如：双生子佯谬，超光速佯谬，EPR（Einstein-Podolsky-Rosen）佯谬……；而从广义相对论出发，又必然导致“空间究竟是平坦的还是弯曲的”激烈争论，即导致几何佯谬。 诚如所知，就是这样一个时空理论，当代的主流派学者却众口一词地说：相对论是20世纪最伟大的学术成就；宇宙是有开端的；宇宙是大爆炸的产物；宇宙中不仅存在着连光线也无法逃逸的“黑洞”，而且存在着不停向外逃逸物质的“白洞”，连接黑洞与白洞的是一种看不见的“时空隧道”，即虫洞，这种虫洞联系着时间的过去与未来；我们的地球、太阳系、银河系等，并不是存在于三维的空间与一维的时间中不断地发展变化着，而是在十一维、甚至更高维的时空中卷曲地存在着；宇宙中的所有天体不是相对均匀地分布在无限大的时间和空间之中，而是分布在一个有限而无边界、且不断膨胀的“气球”之上；……。诸如此类的不断夸张、随心所欲的主观臆造，已经把现代物理学和宇宙学引入了不可知论的深渊，把原本正确的时空观念引入到相对主义的老路之上！ 为此，我们必须本着科学的良知，认真对待爱因斯坦相对论的学术成就及其所存在的问题。在探索真理的道路上，一定要提倡实践论，反对任何形式的迷信与个人崇拜。承认狭义和广义相对论对于物理学的贡献、肯定爱因斯坦的学术成就固然重要，找出爱因斯坦相对论所存在的问题、并加以纠正更为重要！这样，只有这样，科学理论才能不断地完善与发展，人类社会才能不断地进步。 二 两种相对论的观念对比 1．狭义相对论的基本观念。爱因斯坦的相对论同牛顿力学一样，都是把“运动的钟与运动观测者”锁定在相对运动坐标系（）的坐标原点（）上、把“静止的钟与静止观测者”锁定在相对静止坐标系（）的坐标原点（）上，然后再去确定一个事件在运动中所历经的时间过程（即时间坐标）与空间距离（即空间坐标）。换言之，无论静止观测者还是运动观测者，都是站在超越一切时空范围的立场上，借助于自己的主观思维能力而不是实际测量过程，来认定一个运动事件的时间坐标和空间坐标。这就势必造成：把两个物体系统之间的相对运动演变成三个物体系统之间的相对运动。其中，一个物体系统是运动事件（或质点），另外两个物体系统分别是“运动系与运动观测者”、“静止系与静止观测者”，结果便形成以下三种情形： 1）运动事件（或质点）相对于静止系坐标原点的相对运动问题； 2）运动事件（或质点）相对于运动系坐标原点的相对运动问题； 3）运动系坐标原点相对于静止系坐标原点的相对运动问题。 正如所知，爱因斯坦是把相对论理解为：站在运动系（）上的观测者与站在静止系（）上的观测者，分别对于第三个物体系统（即运动事件或质点）作相对运动时，所经历时间过程（）与（）的相互比较，以及所形成空间距离（）与（）的相互比较，即坐标变换（见【1】第13～18页）。不难理解，这种情况类似于由“太阳”、“地球”和“月球”构成的物体系统。然而，这里的问题是，如果站在太阳上的观测者、用太阳上的钟（记做），站在地球上的观测者、用地球上的钟（记做），都能绝对同步地给出月球相对于它们的时间坐标（）和（），那末地球上的时钟（）与太阳的时钟（）就必定具有绝对同时性（即），结果使问题又返回到伽利略（Galileo）变换之中。 须指出，如果仅从思想观念上来分析运动事件所经历的时间坐标，它们的确是同步的。但问题的关键是：单纯凭借着我们的思维能力来认定时间坐标的做法，