光的传播与引力场的关系

电磁波的传播薛成亮（[e-mail])关键词：电磁波光真空以太介质引力场传播速度方向摘要：宇宙并不存在真正的真空，通常意义的真空中充满了引力场和电磁场；电磁波在引力场中的传播，符合波与介质的基本关系。天体的运动必然会带动引力场运动，引力场同时会带动电磁波的运动。光是一种高频率的电磁波，虽然目前的研究证实光具有波粒二象性，在一定的程度上有粒子的特性；但是我们需要说明的是光本质上依然是一种波，是有一定粒子特性的波，它的传播及特性与传统的波是一致的。正文：电磁波是自然界最重要的能量形式，本文研究在低速的情况下(排除在高能加速器中接近光速的特殊情况)引力场的运动与电磁波传播之间的关系。为了更好的理解，在部分的分析中我们用光一词来特指直线运动的电磁波。麦克斯韦从数学的角度得出电磁波真空中的传播速度为C，那么这个速度是相对于谁的速度？以前就假设了“以太”作为宇宙绝对静止的参照系，根据这个理论宇宙中所以的物体都在以太的海洋中运行，那样我们所在的地球就会检测到“以太风”的存在，于是就有了迈克尔逊干涉实验，如果”绝对静止的以太”存在，那么光在回路中的传播速度会产生差异，随仪器的转动而产生光程差，引起干涉条纹的移动，但是实验结果显示干涉条纹的移动极小，寻找“以太风”的实验失败了，没有“绝对静止的以太”。对迈克尔逊干涉实验的解释中相对论最为著名，爱因斯坦博士否定了“以太”的存在，进行得到了更为大胆的假设，“在所有的惯性系中，光在真空中的传播速率具有相同的值C”。在这个理论中否定了电磁波传播介质的存在，而且得到了一个震惊的结果“在一个参照系中同时发生的事件，在另一个参照系是不同时发生的”。但是光传播的介质真的就不存在吗？“同时性”真的是相对的吗？通常的理论认为电磁波的传播是不需要任何介质的的，是依靠电场与磁场相互激发而进行传播；但是这些理解是有争论的，因为根据实验测试的结果，电磁波的电场与磁场总是同步变化的，而不是交替的，这很难解释成相互激发的关系，而且电磁波是单方向传播的，即由发生源到观察者的径向运动，如果是电场和磁场相互激发则应该是发散性传播，每一个点都是发生源。我们目前所认知的波都是需要介质传播，波的传播速度与介质的运动速度相同步。而电磁波应该符合波的基本特性，根据波传播的一般规律，我们假定电磁波传播的基本定律：1.电磁波在真空中传播的介质是引力场2.电磁波在真空引力场中的传播方向与引力场的运动无关而为可逆的过程。3.电磁波在真空中相对于所在引力场的传播的速度为常数C本定律对所有电磁波适用，光的传播亦符合本定律1.电磁波在真空中传播的介质是引力场以前“以太”假说面临的巨大困难是以太是什么呢？它要足够轻，而且又不可压缩。如果“以太”是引力场，那一切就变的简单了。引力场可以认为没有质量，而且它是完美的刚体，物质以几万公里每秒运行也感受不到阻力。引力场是质量的附属，大质量的天体完全带动引力场运动，而且引力场充满了整个宇宙，没有任何的物质可以阻碍引力场的充斥。在地球附近，空气的影响要大于地球引力场的作用；地球引力太阳引力场银河引力场宇宙引力场普通物质引力场在地球表面这样引力场的差别都是数量级的。空气及液体固体等透明的物质是更强的电磁场介质，其传播的方式更为复杂。物质电磁场的强度为引力场的1037倍，因此空气等物质对光有更大的影响。2.电磁波在真空引力场中的传播方向与引力场的运动无关光源理想中的引力场以速度v运动观察者当图中引力场的运动速度小于光速的时候，光源发出的单向光束会直接的到达观察者，其运动方向不会因为中间引力场的运动而发生改变。由此可以推得：光与观察者之间的角度只与光源与观察者间的相对速度有关，而与其他的因素无关。3.电磁波在真空中相对于所在引力场的传播的速度为常数C以下图进行解释：一列以速度v运行的列车，列车的中心位置有光源S列车的运动速度v情况1：列车内部为真空，且列车本身引力场远远小于背景引力场那AB两束光相对于背景的速度为C,A相对于列车的速度为C+vABB相对于列车的速度为C-v,于是A到达列车尾的时间比B到达列车头的时间短。情况2:列车内部存在介质或列车本身的引力场远远大于背景引力场那AB两束光相对于列车的速度为C,A相对于背景的速度为C-vB相对于背景的速度为C+v，于是A到达列车尾的时间与B到达列车头的时间相同由此我们可以得到：1.时间的同时性是绝对的，并不存在时间的相对性2.惯性系是可知的，即使在一个密闭的空间，我们可以通过对光线的测量，感知惯性空间的运动状态因此对于光行差而言：如果忽略观察者本身产生的引力场，可以理解为观察者在静止的参照系中运动。引力场不会改变光的方向，观引力场不会改变光的方向，观察的角度取决于光速与光源与观察者的角度及两者间的距离。当距离足够远的时候，远方的光是平行入射，观察者本身不产生引力场，那偏角Ｔanα=v/C如果观察者内部存在引力场，那光线会产生一个细微的偏折，那偏角Sinα=v/C运动引力场对光波长的影响：当光线A穿过以速度v运动的引力场时，光线A在引力场中的速度为C,其水平方向的分速度为v引力场以速度v运动A以引力场本身为分析对象,光线A水平方向分速度为v,垂直方向速度22vcG3对迈克耳逊干涉实验来讲，如果引入一个圆形可以旋转的透镜G3,那么当G3高速旋转时，整个系统的光路不会发生改变，但是光路1的时间会变得更长，因而会产生光程差。结论：无论物质还是波，他们的运动必然有参照对象，时间就是描述运动而引入的参照量。对宇宙而言时间的同时性必须是绝对，如果连时间的同时性都不存在，那宇宙就不符合逻辑。对电磁波而言，它在真空中的速度C就是相对于所在引力场的速度，因而它的速度会因为观察者速度的不同而不一致。而对我们地球参照系来说，地球本身的引力场巨大，电磁波在地球附近的运动与地球同步，因而不能检测到“以太风”的存在。但是地球本身是转动的，而转动是不能引发引力场的改变，因而在真空的环境中地球的转动会对光的传播产生影响。希望有识之士共勉，通过实验来证明相对论的错误