解释器:重力

作者:车正辍河

<p>我花了近40年的时间试图探测重力波当我开始时,我们只有少数人在大学实验室工作</p><p>今天,有数十亿美元天文台工作的1000名物理学家悄悄地相信我们掌握的是波浪如果我们是对的,那么重力波搜索将从爱因斯坦的预测开始已有100年的历史100年后爱因斯坦引力波的发现将成为科学史上的标志之一它将像1886年发现的电磁波一样突出,物理学家詹姆斯·克拉克·马克斯韦尔预测这些波浪后的四分之一世纪谈论重力波的问题是,如果不解释爱因斯坦的引力思想就无法解释它们最近我开始问为什么解释引力如此困难,为什么这个概念遇到了釉面的眼睛和困惑的外观最终我想出了一个理论我称之为欧几里德时间扭曲的悲剧我的理论开始了2300年之前与希腊数学家欧几里得的几何书 - 元素 - 科学史上最有影响力的书元素已经出版了2000多年,并发表了1000多个版本</p><p>它是伽利略的基本学校文本,艾萨克牛顿,爱因斯坦和每个受过良好教育的人,直到婴儿潮一代,我仍然拥有我在八年级时使用的简单版本</p><p>每天在全世界所有小学和高中都教授过Elements的基本概念我们所有人都知道这些概念 - 平行线永不相遇,三角形的角度之和为180º,毕达哥拉斯定理和圆周长公式(P =2πr)几个世纪以来,欧几里德几何已经塑造了我们思考的方式,今天我们所有人都有一个由欧几里德几何定义的直观的空间概念欧几里得的书的问题在于它对空间的错误观念有所了解认为这是错误的,这是令人震惊的</p><p>即便如此,在不抛弃欧几里德几何的情况下也无法解释引力欧几里德的书中出现缺陷的可能性最初是由数学家卡尔·高斯在19世纪20年代提出的</p><p>他发表了一个定理,说你可以通过测量角度和距离测量空间的形状</p><p>试图通过测量三个山顶之间三角形的角度总和来测量地球上的空间形状大约90年后,爱因斯坦发表了他的美丽的广义相对论,它给了我们当前对引力的解释他的理论在概念上很简单但是在数学上复杂的物质曲线的空间和时间,重力的产生是因为物质漂浮在这个变形的空间中确认弯曲空间理论的关键观察之一是在1922年在澳大利亚制造的Wallal探险队在日食期间获得了照片90年来,我认为光线在经过太阳时会弯曲,我认为相当令人震惊后来,我们仍然把几何学教学好像空间是平的我们的文化没有同化弯曲空间的原因是我们在童年时期都被欧几里德几何学灌输到我们成年时,需要痛苦的重新思考才能适应新的思维方式实习学校的教师很少接触广义相对论,所以教学专业仍然完全摆脱爱因斯坦的美丽理论一代又一代,这个循环继续我们被困在欧几里德的时间扭曲中这是一个悲剧,不仅因为真理很重要,但是因为过时的19世纪物理学的陈旧教学让学生们失去了兴趣去年我试图抓住11岁的孩子,然后他们被灌输了在珀斯郊区的罗莎莉小学同意接待我,我开始每周六次与30名小学生以下是我们如何了解到我们称之为引力的力量因为时间被物质扭曲而产生首先我们谈到直线我们如何电话l如果直线</p><p>你能在气球或地球表面画直线吗</p><p>测量员在建造直栅栏时会做些什么</p><p>他们总是使用视线,当它归结为它时,直线总是用光测量然后我们考虑在地球上绘制三角形假设你从北极开始,向南行进到赤道,向左转,向东行进90度经度在再次右转之前回到杆位 我们都可以看到这个三角形将有90º+90º+90º - 总共270º并且绝对不是欧几里德所说的爱因斯坦说我们应该一起考虑空间和时间 - 我们称之为时空但是时空有四个维度我们都同意我们的大脑只是不适合四个维度因此我们同意我们可以只使用距离和时间来保持简单我们可以绘制时空图,用于上学之旅或从Gingin斜塔坠落的水气球在即将到来的短途旅行中,比萨斜塔的全尺寸钢制复制品每个人都可以为他们的学校之旅绘制一张时空图,并指出距离没有增加但时间过去的地方 - 在灯光下等待 - 以及当他们加速高速公路时陡峭的位置解释爱因斯坦引力理论的下一步是考虑时空中轨迹的长度爱因斯坦说自由落体中的事物在时空中始终拥有最短的轨迹乍一看这是一个奇怪的想法当一个轴是距离而另一个轴是时间时,如何测量轨迹</p><p>如果您将单位从几秒钟改为几分钟或从几米到几英里,那么到学校的图表看起来就完全不同了,当两个轴都有不同的单位时,轨迹长度的想法是没有意义的</p><p>测量时空的唯一合理方法是使用使我们能够以空间单位测量时间的速度使用lightspeed作为转换因子我们可以将任何时间转换为当时光线行进的米数如果你从Gingin Tower掉落一个水气球,它需要几乎三秒钟的时间地面A轨迹的时空图是抛物线,高出地面45米,三秒后撞击x轴(时间轴)但三秒钟时间是3 x 300,000km,或900万米气球行进900米的时间到达全尺度图形将延伸两倍于月亮时空图极其拉长!所以现在我们可以用距离和时间的米来绘制时空轨迹,我现在可以想象用一个卷尺测量任何轨迹的长度,以米为单位现在我们回到爱因斯坦的理论它说如果你允许一些东西自由漂浮在太空中,或从塔上坠落,它在时空中的轨迹总是最短的因为最短的线通常意味着“直线”爱因斯坦说自由漂浮的轨迹在时空中是“直线”(技术上它们被称为测地线)你为防止自由漂浮所做的任何事情(比如坚持在塔顶上的水气球而不是释放它)将使轨迹更长现在来到尤里卡时刻对于塔上的水气球,我希望你愤怒地反驳:“这是无稽之谈很明显,不下降的时空轨迹总是比下降的轨迹短!”在一个案例中,气球下降了45米,而在另一个案例中它没有下降ven在太空中移动,虽然它像以前一样保持时间移动一个轨迹在时空图上大致是对角线但是另一个只是平行于x轴移动这就像说直角三角形的斜边短于它的两面我回答:这不是废话!爱因斯坦是正确的,因为时间取决于地球上空的高度时间扭曲时间在塔顶运行4个部分比在地面上快一百万亿倍另一种说法是在顶部的时钟塔每秒运行速度提高4飞秒这足以拉伸时间轴,使得不下降实际上比下降更长而且还有另一种方式可以说这种重力是你必须施加在物体身上的力量来预防它们在空间中自由浮动你在坠落时感觉不到重力因为没有力你只是跟随时空的最短路径我们所说的引力是地球质量时间扭曲的结果重力是一个地球所施加的力量阻止你摔倒我们都有一个时空的目的地,被称为老年自然试图使事情最快到达目的地如果h,宇航员成为一名老宇航员最快e在空间站周围漂浮宇航员在地球表面之上比在Gingin塔顶部高 空间站上的时间比塔顶上的时间更快,因此宇航员在那里的年龄比在地球,地表或塔顶上的年龄更快</p><p>它需要用力来推迟时间的推移我们拥有一颗可靠的好星球为我们提供连续的力量,防止我们自由漂浮(即坠落)到地球的中心所以我们的星球是一个延迟衰老的时间机器(但在一生中只有一毫秒!)关于我的计划最令人惊讶的事情Rosalie小学的孩子们并不惊讶我的同事Grady Venville和Marina Pitts和我测量了他们的学习并问他们是否认为他们太年轻而不能学习这些东西大多数人认为他们不是太年轻他们认为非常有趣的物理学家和天文学家每天处理弯曲的空间,甚至我们的GPS导航仪也必须纠正地球周围扭曲的时空2011年5月,美国国家航空航天局,重力探测器B起搏器发现,绕地球轨道的周长未能与其欧几里德值相匹配28毫米,这不是一个很大的差异,而是爱因斯坦所预测的值</p><p>尽管现代科学,教育者普遍认为,爱因斯坦,物理学在学校教学太难了因此,理科学生进入大学灌输了具有2300年历史的欧几里德几何学和300年历史的牛顿物理学很少有人继续发现弯曲空间的爱因斯坦现实和扭曲的时间幸运的少数谁开始学习爱因斯坦物理学有困难,因为基本概念与他们过去的学习相矛盾大多数继续成为学校教师的学生都保持牛顿心态,所以教育仍然处于欧几里德的时间扭曲中!学校和大学科学的急剧下降可能部分是由于我们未能用这些现代思想挑战年轻人如果我们开始年轻,每个人都可以轻易地知道世界是非欧几里德,然后欣赏我们在学校学到的几何公式​​,如牛顿,万有引力定律,....

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