广义相对论和狭义相对论理论中最明显的缺陷是什么?

时间:2020-09-22 09:31:02   作者:
广义相对论最明显的缺陷是物理学中不存在所谓的时空。时空是一个数学概念。它是广义相对论的面包和黄油。广义相对论用时空来解释重力。但是你怎么能用一个抽象的概念来解释重力的物理机制呢?

这导致了第二个主要缺陷:广义相对论为引力提供的不可思议的物理机制。如果时空不是一个物理实体,那么到底是什么物理实体阻止了地球飞出太阳系呢?如果时空不是阻挡地球的物质实体,为什么地球会忠于太阳呢?

重力通过类比


广义相对论被誉为数学“物理学”理论,解释了是什么导致地球保持在它的轨道上。物理机制是通过类推来解释的。类比的版本是,太阳压在时空的“画布”或“渔网”上,而地球绕着这种介质的低洼轨道运行,就像一个小球在轮盘赌上旋转。这就是数学理论家为解释为什么地球不会漂移出太阳系提供的物理解释。

广义相对论和狭义相对论理论中最明显的缺陷是什么?

让我们把它说清楚。物理实体是扭曲的时空墙,这是一堵扭曲的墙,据称是因为太阳使时空的“渔网”变重。任何一个4岁的孩子都能很容易地理解这个机制,只要看一个网球在一个橡胶平台的中心绕着一个保龄球转。没有什么神秘的。

然而,如前所述,时空是一个抽象的数学概念,不能作为物理的物理实体。正因为如此,相对论的支持者别无选择,只能将时空置于你无法掌握的范围之外。据称,时空超出了任何人的想象,因为它是四维的。

“一个事件的四个坐标……指定了它在一个叫做时空的四维空间中的位置。”想象一个四维空间是不可能的。s·霍金,《时间简史》,Chp

争论是进化阻止了我们这些弱小的三维生物去想象一个四维的实体:

“你和我都是在三维世界里进化的。我们无法想象更多的维度……大脑本身的结构……是在三维世界中进化的……我不能说,现在‘闭上你的眼睛,在你的脑袋里看5维’,因为我也做不到……进化给我们做了这个。Leonard Susskind,为什么数学行得通?——《行动中的微分方程》(2015)

实际上,理论家所做的就是将“你需要四个坐标来确定时空中的一个点”转换为“时空是一个四维的物体”。然后他就有理由说,四维时空是一种无法想象的“物体”。当然,如果时空只是一个抽象概念,那么说它是四维的或试图想象它的形状是不合理的。

不要把这个比喻看得太字面意思

在这一点上,理论家指责你把这个类比太当真了。这位数学家声称他不能把相对论方程用普通语言表达出来。扭曲的帆布/渔网是他所能展示的最接近的东西,可以根据计算远程模拟现实世界中正在发生的事情。

这种借口只有不理智的人才能接受。地球并没有离开太阳系。这是事实。因此,要么存在一堵时空的物理墙来阻止地球脱离太阳系,要么就没有。这是一个非黑即白,是或不是的问题。如果帆布/渔网“只是”一个类比,如果时空不是一堵阻挡地球脱离太阳系的物理墙,那么帆布/渔网的类比是什么?一个抽象的数学概念,如四维时空,怎么能类比一个真正的物体,物理上阻止地球离开太阳系?

相对论的时空不能解释任何宇宙现象


但为了论证,让我们承认时空是一个无法想象的物理对象,尽管有这个明显的致命缺点。为什么宇宙飞船可以穿过阻挡地球的“介质”?为什么NASA的探测器可以一路飞向火星?哈雷彗星怎么会每隔75年就穿过阻挡地球的时空墙来回穿梭呢?

广义相对论和狭义相对论理论中最明显的缺陷是什么?

更糟糕的是,这个有趣的渔网比喻只能应用于两个物体的系统。例如,它不能用来解释冥王星或天王星卫星的轨道。

广义相对论和狭义相对论理论中最明显的缺陷是什么?

广义相对论和时空的积极作用


但并不是一切都完了。相对论的时空类比确实有用。它使普通的外行能够发现一个非物理学家,并将这个人与一个真正的物理学家区分开来。一个非物理学家是一个不能发现或理解广义相对论的任何缺陷的人。他认为时空没有错。这一切在他听来都很合理。一个非物理学家无论如何都会与时空同生同死。称他为重生的相对主义者吧!

另一方面,物理学家有一长串的反对意见,其中最相关的是:

时空是一个抽象的数学概念,广义相对论的支持者为了给他们的方程式提供一个物理解释而把它变成了一个物理对象。

时空被普遍认为是不可想象的……就像传统宗教的灵魂一样。多方便啊!

据说时空是不可想象的,因为它是一个四维的物体。

事实上,时空并不是四维对象,而是需要四条数轴才能在时空中定位一个事件。

相对论主义者不仅不能想象时空,而且他们不能告诉你什么媒介或实体是在时空之外和封装了时空。

相对论告诉你时空是一个膨胀的气球。

因此,时空不能被用作物理目的的媒介。但即使我们假设时空是一种我们无法模拟的物理介质:
  • 为什么地球不会漂出太阳系
  • 为什么彗星和宇宙飞船不被同一介质阻挡
  • 为什么时空类比不适用于三物体系统
  • 为什么宇航员的手肘不会碰到时空

这样的例子不胜枚举。

狭义相对论只提出不合理的机制


狭义相对论(SR)提出了比广义相对论更不合理的机制。以下是一些最无耻的行为:
  • SR声称双胞胎中的一个可能比他同一天从同一个母亲的子宫里出来的哥哥大40岁,尽管“一年”这个词的定义是地球绕太阳转一周。
  • SR声称所有的时钟在靠近地心的地方跑得慢,在离地心远的地方跑得快,尽管很容易证明沙漏(沙漏钟)的时钟跑得正好相反。
  • SR从来没有定义过时间这个词(将来也不会)。
  • SR声称,如果一个物体以接近光速(300,000千米/秒)运动,它的质量就会增加。
  • SR从来没有定义过质量这个词(将来也不会)。
  • SR声称,如果以接近光速运动,木棍会变短,这就混淆了现实——木棍的实际情况——和观察者测量的结果。
声明:本文内容由互联网用户自发贡献自行上传,本网站不拥有所有权,未作人工编辑处理,也不承担相关法律责任。如果您发现有涉嫌版权的内容,欢迎发送邮件至:123456789@qq.com 进行举报,并提供相关证据,工作人员会在5个工作日内联系你,一经查实,本站将立刻删除涉嫌侵权内容。