第586節(jié)
“至于我們所說的光臂,其實就是光源和鏡子以及兩者之間連線所構(gòu)成的整體?!?/br> “在任意時刻,光臂的長度是恒定的——或者說在任意時刻,光源和鏡子之間的距離是定值?!?/br> “這點也沒問題吧?” 回答他的依舊是贊同聲。 說完這些。 徐云玩味的看了喬吉亞·特里一眼,嘴角抑制不住的微微翹起了一絲弧度: “至于這位喬吉亞·特里先生的所謂漏洞,實際上可以分成垂直光路和水平光路兩部分?!?/br> “雖然他絕大部分的思路是在討論垂直光路,我們還是要先討論一下他在分析水平光路時犯的錯誤吧,麥克斯韋!” 一旁的小麥聞言神色一震: “在呢,羅峰先生?!?/br> 徐云朝他打了個響指,將粉筆朝他一丟: “小麥,你給這位先生整個活,告訴他他到底錯在了哪兒。” 小麥聞言點點頭,接過粉筆,又看了眼喬吉亞·特里。 思索了半分鐘左右,他便在黑板上寫下了兩個式子: om1+m1o。 om1+vt1+om1-v(t11-t1)=2om1+v(2t1-t11) 接著在第一個式子后頭打了個叉。 在第二個式子后打了個√。 看著黑板上的兩道公式。 圍觀群眾中的某位數(shù)學(xué)教授頓時輕輕抽了一口氣: “嘶……” 小麥所寫的內(nèi)容不多,但現(xiàn)場畢竟有著不少真正的數(shù)理大佬,理解能力方面還是拉滿的。 他們只是稍微一分析,便立刻理解了小麥的想法。 讀過高中物理的同學(xué)應(yīng)該都知道。 一個物體的運動軌跡,在不同參考系中是不同的。 例如假設(shè)你在坐火車,你相對于火車的軌跡是一個不動的點。 而你相對于地面參考系的軌跡,卻是一條直線。 這個道理同樣適用于光路。 以太假設(shè)的核心就在于,它認定了光相對于以太的速度是恒定的。 所以如果想比較兩束光從光源擊中鏡子再回到光源所消耗的時間差,選取以太作為參考系更加方便。 小麥的思路便是如此。 當(dāng)t=0時。 光從光源o點出發(fā)。 當(dāng)t=t1的時候。 光到達鏡子。 此時由于整個實驗設(shè)備相對于以太已經(jīng)向右移動了一段距離,鏡子的位置從m1點變換到了右側(cè)距離vt1的地方。 所以這一段光程的長度是: om1+vt1。 當(dāng)光返回光源的時候。 設(shè)光在t=t11時返回光源,此時光源已經(jīng)運動了t11秒。 所以光源的位置是原先o點右側(cè)距離vt11的地方。 這一段的光程便是: om1+vt1-vt11=om1-v(t11-t1)。 綜合兩段光路。 在以太參考系中,水平光的光程總長應(yīng)為: om1+vt1+om1-v(t11-t1)=2om1+v(2t1-t11)。(應(yīng)該沒算錯,要是有錯誤的地方希望大佬指正哈) 而喬吉亞·特里所寫的則是om1+m1o,顯然錯誤。 隨后小麥聳了聳肩,指著公式說道: “其實從這個式子里很容易看出,2t1會明顯大于t11,因為光線的去程比回程要長嘛?!?/br> “光線從光源前往鏡子一的時候,是在‘追’鏡子?!?/br> “而從鏡子返回光源的時候,光源是迎著光線運動的?!?/br> “所以叻,光線從光源到鏡子的時間比光線從鏡子回到光源的時間要長?!?/br> “因此單單從水平光路的推理解釋,特里先生您的分析就是錯誤的。” 喬吉亞·特里張了張嘴,眼中露出了一絲慌亂: “我……” 不過徐云并沒有給他解釋的機會,而是接過小麥的話,再次給他補起了刀: “特里先生,光源,鏡子,和成像板,它們的運動方向都是東……或者說正右方——因為相對以太運動嘛?!?/br> “也就是說,光源和鏡子一的運動方向是沿著o點與m1點所在的直線上?!?/br> “而鏡子二的運動方向,則是沿著m2點和a點所在的直線上。” “在以太參考系中,由于光線出發(fā)的時候瞄準的是a點,當(dāng)鏡子二從m2點的位置平移到a點的時候,光線正好到達a點。” “接著被鏡子反射回b點,如此一來……光程差上其實不存在任何問題?!?/br> “所以特里先生,你所說的漏洞,在數(shù)學(xué)角度上根本不存在!” 這一次。 不少人也跟著下意識的點了點頭。 徐云說的道理非常簡單,也很好理解。 比如讀者老爺開的汽車有左輪和右輪,左輪和右輪之間的距離,也就是你汽車的寬度。 也就是連接左輪和右輪的傳動桿的長度,在任何時刻都是固定的,即便車在運動。 可是在地面參考系中。 運動中左輪現(xiàn)在的位置和右輪兩秒后所在的位置、這兩個空間位置之間的連線距離,卻并不等于你左輪和右輪之間的距離。 假設(shè)此時此刻。 有一只小老鼠從汽車的左輪沿著傳動桿跑到汽車的右輪,小老鼠相對于地面的運行軌跡是一條斜線。 而這條軌跡的長度,并不等于傳動桿的長度。 這就是參考系導(dǎo)致的光程差。 因此在數(shù)學(xué)上。 邁克爾遜-莫雷實驗,已經(jīng)把光程差給考慮進去了。 當(dāng)然了。 或許有同學(xué)會問: 比起汽車光的速度要快很多,那么這個光程差難道真的不存在任何誤差嗎? 答案其實是否定的。 但這個數(shù)值實在是太小了,小到即便是在光速的計算過程中,也可以被忽略。 這是有實際數(shù)據(jù)做支撐的現(xiàn)象,來自引力波。 早先提及過。 引力波探測器ligo,說白了其實就是個大號的邁克爾遜莫雷裝置。 每一組ligo探測器有兩個互相垂直的長臂,利用激光,ligo可以測量兩個互相垂直的長臂的長度。 ligo的長臂實際上是高度真空的長管,在每條長臂的兩段懸掛著直徑34厘米的反射鏡。 ligo探測器利用激光干涉,不間斷的測量每對反射鏡之間的距離,精確度極高。 目前l(fā)igo探測器一共建成了兩座,分別位于海對面的華盛頓州和路易斯安那州,兩地相距3000公里。 引力波以光速傳播,因此如果一束可探測的引力波掃過地球,兩座ligo探測器探測到信號的時間將有10毫秒量級的時間差。 同時在歐洲,還有兩座非常類似的引力波探測器稱作virgo,多個探測器聯(lián)合進行工作。 人類第一次發(fā)現(xiàn)雙黑洞合并的引力波是在2015年9月14日燕京時間的17點51分,公布于2016年2月11日。 第一次發(fā)現(xiàn)雙中子星合并的引力波,則是在2017年10月16日。 當(dāng)時包括華夏在內(nèi),多國科學(xué)家同步舉行了新聞發(fā)布會。 接著又觀測到了好幾次現(xiàn)象,記錄的事件名稱都是gw+6位數(shù)字。 而在gw190521這次事件中,ligo第一次檢測到了光程差: 信號源距地球約五吉秒差距——一吉秒差距約相當(dāng)于32.6億光年,光程差約為27.3%個原子大小。(d/10.3847/2041-8213/aba493) 順便一提。 引力波在2015年被發(fā)現(xiàn),2016年2月公布。 接著截止到2017年9月份的gw170814,一共才觀測到了4次事件。 也就是平均4個月發(fā)現(xiàn)一次。