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引力波的实验和研究 （揭密相对论系列之十四）(揭密黑洞系列之七) 彭家驱 厦门大学电子工程系，厦门（361005） E-mail: pjq@ 摘要：牛顿猜测：引力波的传播是超距的，不需要时间，也不需要介质。爱因斯坦猜测：引力波的传播是物质波，不需要通过介质。很多研究者依据经典波动理论，猜测：引力波的传播可能和光波、电磁波传播一样，需要介质才能传播，引力波的传播速度与光速一样。引力波的实验表明：牛顿和爱因斯坦的猜测都错了，经典波动理论是正确的。 关键词：引力波；介质波；物质波；旋涡星系；空洞；黑洞；灰洞；万有引力；引力场；狭义相对论；广义相对论； 前言 轰动全球的新闻： 美国：科学家宣布探测到引力波的存在 2016-02-12 00:00:00　来源: 内蒙古之窗 来源：央视新闻 图1两个黑洞旋进过程 图2 两个黑洞合并过程 昨日，美国加州理工学院、麻省理工学院以及“激光干涉引力波天文台”的研究人员在华盛顿举行记者会，对外正式宣布他们探测到引力波的存在。 “重启后的设施探测到两个黑洞合并过程中产生的引力波，这两个黑洞合并前质量分别相当于36个与29个太阳质量，合并后的总质量是62个太阳质量。这意味着3个太阳质量在合并过程中释放，释放出的能量相当于数以亿亿亿亿计的原子弹同时爆炸，威力相当惊人。这些被释放的能量便是此次科学家探测到的引力波。” 笔者注释：图1和图2可以明显看出这是二个空洞的合并（即二个旋涡星系的合并）。 2. 引力波的实验和研究 2.1.长期以来对于引力波是如何传播的？一直争论不休。 2.2. 美国：科学家宣布探测到引力波的存在，观测结果表明：引力波的传播速度和光波及电磁波的传播速度是一样的。对于引力波的传播是否需要介质？出现不同的观点。 1）牛顿是最早发现万有引力和引力波的人，但牛顿认为引力和引力波的传递是超距的，不需要时间。 2）一些研究者，坚持追随爱因斯坦的观点，认为：光波是物质波，光波的传播不需要介质；引力波的传播和光波一样，不需要介质。 3）依据经典波动理论，光波和电磁波的传播是介质波，介质波的传播需要介质才能传播。引力波的传播速度和光波一样，引力波的传播需要介质。 4）争论来源于一百多年前，狭义相对论产生之前的学术争论。爱因斯坦依据对恒星光行差实验迈克尔—莫雷实验的错误解释得出光波的传播不需要介质。笔者在《波源、介质、观察者相对运动时，波源的测定》[1] 和《重 寻 “以 太”》[2] 二文，修正了恒星光行差实验迈克尔—莫雷实验的错误解释得出光波的传播不需要介质的错误解释。在《光的波粒二象性》 [3]一文中论证了光的传播是介质波，不是物质波。 5）依据经典物理学和经典波动理论分析介质波和物质波的运动规律。 介质波：介质波在介质中的传播速度是恒定的，与波源的运动速度无关。 物质波：物质波的传播速度与其动量大小有关，与波源的运动速度有关。 介质波：介质波在介质中传播的过程，强度可能会出现衰减，但其传播速度保持不变。 物质波：物质波在介质中传播的过程，强度一定会出现衰减，同时传播速度也会减少。 6）依据笔者的研究 [3] 分析介质波和物质波的运动规律。 介质波：介质波的传播速度与其传播的介质密度有关，与波源、介质好观察者相对运动有关；与引力场没有直接关系。 物质波：物质波的传播速度受到介质密度的阻碍，同时与引力场有直接关系。 介质波：介质波的传播速度为V1，进入高密度的介质传播速度降低为V2，离开高密度的介质后，传播速度又增加变为V1.（介质波在同一种介质中的传播速度保持不变，介质波在不同介质中的传播速度的变化是瞬变的） 物质波：物质波进入高密度的介质，传播速度不断降低，物质波速度的降低（或变化）是连续变化的过程，（物质波的运动速度不能突变）；离开高密度的介质后，传播速度不能得到增加。 3. 结论 1）引力波实验表明：引力波的传播速度和光波一样，光波和引力波的传播都是介质波。 2）引力波实验表明：牛顿和爱因斯坦对引力波的猜测都是错误的。 3）引力波实验表明：经典波动理论是正确的。 4）引力波实验表明：观测到引力波，不能确定就是二个“黑洞”合并的结论。 4.问题和讨论 1）北京时间2月11日，美国国家科学基金会(NSF)宣布人类首次直接探测到了引力波，印证了爱因斯坦百年前的预言。学界普遍认为，引力波的发现是物理学和天文学的一项重大突破。它开启了人类探索宇宙的一扇大门，甚至可能揭开宇宙诞生早期的奥秘。 笔者评论：准确定位，如果实验是正确的，应该是人类首次直接探测到了地球以外的引力波（首次直接探测到了引力波的说法，不准确。），这是物理学和天文学的一项重大突破。 引力波不是爱因斯坦的预言，牛顿是第一个发现万有引力和引力波的人，远古的人类早就观测到了引力波，海水的潮汐波动就是月亮万有引力造成的，不过远古的人类并不知道万