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第253章 水星近日点进动问题!空间弯曲

作者:虚空圣堂 字数:4206 更新:2024-12-25 02:24:00

当李奇维说出哈勃的解释是错误时,礼堂内的大部分人都震惊了。

不少人议论纷纷,认为李奇维是想要耍赖了。

哈勃利用空间特性,解释了各种平方反比规律的本质。

在所有的学生们看来,这是一种非常高大上的思维。

视角都和普通人不一样。

“布鲁斯教授,这下估计是栽了,你们看前面的那些大佬们都在疑惑,显然是认可哈勃的解释。”

“我反正认为挑不出什么毛病,这里面连计算都用不着,还能出错?”

“不过,我总觉得事情不会那么简单。哈勃的想法虽然精妙,但却是灵光一闪。”

“大家仔细想想,要是稍微给你一个提示,你是不是也能想出这种解释?”

不少人默默思考。

此刻,前排如迈克尔逊等大佬们也在琢磨李奇维的话。

哈勃的理论,单从数学层面看,绝对没有任何问题。

如果把它想象成一个纯数学问题,没有什么引力和静电力。

那么就变成了一个再简单不过的微积分问题了。

比伯特兰定理的复杂性差远了。

然而布鲁斯从不说废话,他既然说错了,那就代表一定有问题。

部分大佬们也想不通了。

李奇维嘴角带笑,看向众人的表情和反应,显然大家都被他狠狠拿捏了。

“在说哈勃同学的解释哪里错了之前,我想先提另外一个问题。”

“刚刚迈克尔逊教授讲了伯特兰定理对平方反比的解释。”

“虽然这个定理从数学上,严格证明了引力必须符合平方的规律。”

“但是,我需要大家记住一点。”

“物理和数学永远不是一个东西!”

“数学代替不了物理。”

“数学永远只是物理学家的工具,而不是目标。”

“一个物理理论,即便从数学上被严格证明了,不代表它一定就是对的。”

“因为物理是研究宇宙万物真实存在的科学。”

“它要符合我们在实际中观察到的物理现象。”

“牛顿的光微粒说,数学形式非常精巧,但最后证明它是错的。”

嗡!

李奇维的话让在场的人都感到震动。

原来物理理论不仅仅要满足数学形式,它还要符合客观规律。

不然它就只是一个精美的玩具,好玩但不实用。

“我不知道大家当时有没有认真听迈克尔逊教授的解释。”

“伯特兰定理有一个前提,那就是行星的轨道必须是闭合的。”

“这是什么意思呢?”

这时,李奇维开始在黑板上画图。

“假设火星绕太阳运动,不管它的轨道是圆形还是椭圆形。”

“经过一个周期之后,火星还会回到原来的位置上,然后再运转下一个周期,周而复始。”

“这就是闭合的轨道。”

“针对这种情况,伯特兰定理是有效的。”

“一旦火星的轨道稍有偏转,它很快就会回到原本的轨道上,而不会飞出去。”

“这是万有引力的平方反比定律在起作用。”

“但是,现实中却出现了一个反例。”

“1859年,法国天文学家勒威耶根据万有引力定律计算后发现,太阳系内有一个行星它不是闭合轨道。”

“它就是离太阳最近的行星:水星。”

“水星的近日点一直在进动,它不是完美的闭合轨道。”

“这句话是什么意思呢?”

“水星绕太阳公转的轨道是一个椭圆。”

“所谓的近日点,就是水星离太阳最近的点在轨道上的位置。”

“而进动又是什么意思呢?”

“水星除了绕太阳公转,它本身也在自转。”

“自转的水星在受到太阳的万有引力牵引后,其自转轴也会旋转。”

“并且旋转的方向和自转的方向相同,这种情况就是进动。”

“通俗一点理解,就是物体一边运动一边向前进。”

“所以它的轨道就不是闭合的了。”

“勒威耶利用万有引力定律计算,他预测出水星的进动应该是每世纪角秒。”

“然而,实际观测到的水星进动是每世纪角秒。”

“理论值和实际值相差了角秒。”

“当时的科学家们猜想这可能是水星旁边的另外一颗行星影响的,并命名为火神星。”

“可是人们并没有发现这颗行星。”

“因此,这个问题就无法被万有引力定律解释。”

“按照伯特兰定理,水星在发生轨道微小变化后,应该会回到正确轨道。”

“然而实际情况却并非如此,水星它一直在进动。”

“这足以证明万有引力的平方反比定律是错误的。”

(注:其实太阳系内的所有行星都会发生进动,只不过水星的进动最明显,能被观察到。)

哗!

李奇维的话瞬间让学生们目瞪口呆。

简直和听天书差不多。

什么时候经典力学这么复杂了啊。

不应该就是小球、滑块和滑轮吗?

这都是啥和啥啊。

什么闭合轨道,什么近日点进动。

这还是课本上的万有引力吗?

老天爷,我们学的内容到底被精简了多少啊。

同时,大家才知道,原来还有万有引力解决不了的天体问题。

不是说人类已经征服了宇宙吗?

“我的上帝啊,万有引力定律竟然真的有缺陷,不是完美的物理理论。”

“今天的演讲简直刷新了我的三观,我已经不相信课本了。”

“怪不得都说要跟一位好的老师才行,要是布鲁斯教授当我的物理学老师,我都不敢想象自己会有多强。”

“完了完了,那哈勃肯定是错的了。”

“......”

无数学生哀嚎一片,他们发现怎么都斗不过李奇维。

对方的知识就好像无穷无尽一样,而且领先他们几个等级。

前排的迈克尔逊等大佬苦笑一声。

水星近日点进动问题,一直是困扰经典物理学家的心腹大患。

很多大佬都试图去解释,甚至还有用电磁理论的,然而全部无功而返。

直到现在,它依然是一个悬而未决的问题。

不少物理学家干脆摆鸵鸟心态,认为它可能是未知原因造成的误差。

比如水星自身结构发生变化,太阳内部产生了什么活动,等等。

因为这个误差太小了。

在宇宙天文学那庞大的尺度面前,显得微不足道。

但无论怎么说,这都是万有引力定律无法解决的缺陷,至少说明它不完美。

这时,李奇维继续说道:“说完了伯特兰定理的问题,我们再来看哈勃的理论。”

“我想现在各位应该都同意,万有引力定律的平方反比是不够精确了吧。”

“至少它不能解释所有的天体问题。”

“既然连万有引力定律本身都有问题,那么哈勃基于定律的推理自然也就是错的。”

“哈勃的理论更像是一种单纯的数学模型,而不是物理模型。”

“真实世界中,并不存在点状的引力源或者点电荷。”

“此外,还有最重要的一个问题。”

李奇维笑着看向哈勃说道:

“哈勃,你的理论有一个假设,那就是空间是各向同性且均匀的。”

“换句话说,你认为空间之平直的。”

“但是有没有可能空间是弯曲的,是非均匀的,是各向异性的呢?”

轰!

这一刻,不仅仅是在场的学生,就连迈克尔逊等物理学家,也是满脸震惊。

开什么玩笑!

空间是弯曲的?

甚至还是各向异性的?

如果说量子论的非连续性,让经典物理学家经过了好长时间才勉强能接受。

那么空间是弯曲的,则无论如何不会被人接受。

空间就是空无一物的地方,它怎么会弯曲呢。

这种情形连想象都做不到啊。

有谁能想象一个弯曲的空间是什么样的吗?

这时,哈勃站了起来,显然他也被李奇维天马行空的想象力震惊到了。

他本以为自己提出的理论非常精彩,而且很大胆。

但是和布鲁斯教授一比,简直完全没有可比性。

一个是小孩画画,一个是梵高随笔。

这一刻,他才发现自己和当世顶级物理学家之间的差距。

对方是对这个世界的一切都抱有怀疑。

哪怕是时间和空间也不例外。

“布鲁斯教授,您的观点实在让我叹为观止。”

“我承认您的前半部分,我的理论确实更像是数学游戏,而不是物理本质。”

“但是空间是弯曲的,甚至是各向异性的,这...感觉有点天方夜谭啊。”

哈勃刚说完,就连密立根也开口了:“布鲁斯,你不会是广义相对论有什么突破了吧。”

李奇维微微一笑,显得非常高深莫测,说道:“只是最近有了一些小突破。”

“你们知道我为什么会提万有引力定律这个问题吗?”

“因为狭义相对论的缺陷就是不兼容引力。”

“这个世界上没有绝对的惯性参考系。”

“所以我一直在试图把引力纳入相对论之中。”

“最近碰巧有了一些突破。”

“我的广义相对论不仅可以完美解释水星进动的问题,也能解释哈勃的理论。”

“不过暂时它还有一点小问题需要解决。”

“离正式发表还有一段时间。”

轰!

会场内仿佛发生爆炸一般。

所有人都被震惊的一愣一愣。

虽然之前李奇维在第一届布鲁斯会议上,就宣布了广义相对论早晚会发表。

但到底到了什么程度谁都不知道。

而且广义相对论到底能解决什么问题,大家也是一头雾水。

然而今天,李奇维终于透露一点底了。

广义相对论能解决万有引力的缺陷,解释水星近日点的进动问题。

这可是困扰了无数物理学家几十年的问题啊。

普朗克、汤姆逊等大佬都研究过,毫无头绪。

难道布鲁斯的广义相对论就能解决吗?

“我的上帝啊,没想到我还能亲口听到布鲁斯教授谈广义相对论,我连狭义相对论都看不懂啊。”

“相对时空也太难理解了,真不知道布鲁斯教授的脑子是怎么长的。”

“真是期待广义相对论面世的那一天啊。”

李奇维看着众人震惊的表情,心中很是满足。

这个时代,因为他的到来。

广义相对论将比原本时空中更加轰动。

现在物理学的第一大事就是布鲁斯发表广义相对论。

无数人都在等待。

现代物理学的其他内容,大家还敢尝试尝试,也许能发现什么了不得的成就。

但是广义相对论,所有人在接触狭义相对论后就直接放弃了。

那简直不是人学的物理。

连狭义相对论都已经如此晦涩难懂了,在场的人不敢想象,广义相对论会难成什么样。

不少人心中反问:我的物理可是门门A+,不会连论文都看不懂吧。

真实历史上,爱因斯坦在发表完广义相对论后,物理学家就用这个理论完美解释了水星近日点进动问题。

按照广义相对论理论,质量物体在引力场中速度发生变化,就会产生引力波。

引力波和电磁辐射一样,会带走轨道能量。

行星的轨道会随着时间推移逐渐衰减,最后跌入中心的引力源。

当然,当时的物理学家是通过时空弯曲来解释的。

引力波这个东西有点过于超前了。

不过这一切,李奇维暂时还不能公开。

只见他装逼地说道:“经典物理学远比你们想象的还要复杂。”

“我们有太多的问题没有解决。”

“虽然我在第一届布鲁斯会议上,列举了几个经典遗留问题。”

“但那不代表就是全部的问题了。”

“也许过一段时间,又有哪个天才会发现一个新问题。”

“物理学就是在不断的怀疑中前进和发展的。”

“永远不要迷信权威,对那些习以为常的概念要多问自己,为什么一定是这样呢?”

“当然,也不要迷信我,说不定哪天我也错了。”

“不过,我想那天应该不会来了。”

众人哈哈大笑,被李奇维的幽默和自信折服。

所有人感受到了李奇维的个人魅力。

博学、深邃、自信、循循善诱。

此刻,在场的人因为李奇维一个人,对所有华人的观点都改变了。

这就是实力带来的尊重。

然而演讲才刚刚开始,震惊远不止于此。

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