时间膨胀理论是世纪大谬误,也是爱因斯坦的画蛇添足之举.pdf

时间膨胀理论是世纪大谬误时间膨胀理论是世纪大谬误，，也是爱因斯坦的画蛇添足之举也是爱因斯坦的画蛇添足之举————时间本质与光速的关系之一时间本质与光速的关系之一时光函数时光函数摘要摘要自狭义相对论诞生以来，对于时间膨胀理论，对于验证这个理论的试验，例如环球飞行原子钟试验，飞行μ子寿命延长试验等等，绝大多数科学家都做出了其中的有利解释，往往忽视，或者说无视其中的不利解释作者通过更为客观合理的试验分析，特别是完美时钟试验分析，得出了一个与现在物理学界公认的时间膨胀理论一个完全不同的结论：时间膨胀理论只是理论推导成立，现实中是一个谬论，是一个伪命题，就如同 1×0=0，但是(1÷0)没有数学意义一般1、引言、引言在时光函数所著科幻小说《弛宇转》第三卷第七十六章《星际探宝》中，主人公秦弛与一位特殊生命体迪莉有一段关于运动速度与时间膨胀的对话……“大哥哥，你们家乡一定有着关于速度愈大，时间将延迟膨胀的物理理论吧？”迪莉笑嘻嘻地问道不错！ ”秦弛回答了一句，脸上很是困惑， “难道不是吗？”“相对时间的膨胀理论实际上不存在，那是因为你们受到了数学理论的误导 ”迪莉回答道秦弛很是好奇问道： “误导？那为什么运动的时钟会变慢呢？”“在你们所谓的时间延迟科学实验中， 你们计时器有着这样或那样的延迟现象， 最主要的原因就在于你们的时间计时仪器太落后，没有剔除运动质量的增加以及空间尺度的缩短对时间计时工具本身产生的影响。

”“在粒子加速试验中，粒子寿命延长又怎么解释呢？”秦弛再次问道在你们的粒子加速实验中，你们只见到了粒子寿命的延长，而忽略了粒子运动质量的增加以及粒子空间尺度的缩小对于粒子本身特性产生的影响 一旦粒子运动起来，此粒子已非彼粒子 ”……小说中那位小姑娘是胡言乱语，还是确有其事，我们可以通过一系列有关时间膨胀理论试验分析得出具体的结果2 2、时间的定义和公理、时间的定义和公理时间是物理学中的七个基本物理量之一，符号t在国际单位制（SI）中，时间的基本单位是秒，符号s，在 1967 年召开的第 13 届国际度量衡大会对秒的定义：铯-133 的原子基态的两个超精细能阶间跃迁对应辐射的 9,192,631,770个周期的持续时间这个定义提到的铯原子必须在绝对零度时是静止的，而且在地面上的环境是零磁场在这样的情况下被定义的秒，与天文学上的历书时所定义的秒是等效的 生活中常用的时间单位还有： 毫秒 ms、 分 min、 小时 h、 日 （天）d、月 m、年 y 等[注解]时间公理设定：无论时间是否会膨胀或者压缩，时间总是各向同性的[注解]这个公理的意思就是，时间不会在一个方向上走得快，而在另外一个方向走得慢。

3 3、相对论中的时间观念、公式和光速、相对论中的时间观念、公式和光速3.1相对时间公式：2 0)(1cvtt（1）0t是物体静止时的时间流逝的快慢，t是物体的运动时的时间流逝快慢，v是物体速度，c是光速由此可知速度越大，物体时间走得越慢，当物体以光速运动，物体的时间就不再流逝，从而时间停止3.2相对长度公式2 0)(1cvll（2）0l是物体静止是的长度，l是物体的运动时的长度，v是物体速度，c是光速由此可知速度越大，物体长度越压缩，当物体以光速运动，物体的运动方向长度为 03.3相对质量公式2 0)(1cvmm（3）0m是物体静止时的质量，m是物体的运动时的质量，v是物体速度，c是光速由此可知速度越大，物体质量越大，当物体以光速运动，物体的质量为正无穷这条公式是经过无数实验检验过的，是客观真实可靠的，在此不做赘述3.4相对速度合成公式：)1 ()(2''cvuvuu（4）两物体速度是'u，v，它们之间的相对速度就是u3.5质能方程：2mcE （5）质量和能量本质相同 这是狭义相对论的经典推论， 也是经过实验检验过的，在此也不做赘述3.6光速在相对论中，光速c是恒定的，不变的，在任何情况下都是 299792458 米/秒。

也就是：c=299792458 米/秒光速恒定不变是各种实验检验过的，是经得起考验的，在此也不做赘述4 4、质量空间尺度变化对计时影响的实验分析、质量空间尺度变化对计时影响的实验分析在一系列实验之中，我们假设公式（1） 、 （2） 、 （3） 、 （5）都成立为前提不过，在百年的历史上，这四大公式中只有公式（5）和公式（3）得到实验确实认证的，因此，本节“质量空间尺度变化对计时影响的实验分析”主要侧重于研究质量改变对时间的影响在原子钟出现以前，我们地球人最初用的是沙漏计时，然后是摆钟或者是钟表， 为了验证质量空间尺度的影响大小，我们就先做一些最原始的时钟实验——沙漏计时和摆钟在做试验之前，我们先设定两个参照物一个是静止的地球，另外一个则是被“上帝”出手加速到约 0.8660254038 倍光速的地球，运动方向与南北极方向平行，我们称这个地球为亚光速地球这样一来，将v=0.8660254038c代入相对论因子：2)/(1cv（6）得到的结果约等于 0.5，取值为 0.54.1沙漏计时实验静止的地球半径为ro,上面放置一个沙漏 a，重力设定为go，时间流速设为to；在亚光速地球上设定两个沙漏，一个沙漏 b 放在南极，时间流速设为1t,另外一个沙漏 c 则是放在赤道上，设为2t。

不考虑空气的阻力和摩擦力，对沙漏计时影响最大的就是重力g，也就是时间流速t正比于g，即t∝g4.1.1放置在南极的沙漏 b根据公式（3） ，可以得出亚光速地球质量m为静止质量0m的 2 倍,即012mm ；根据公式（2） ，得出运动方向的地球半径缩减为静止状态的 0.5 倍，也就是一半，即05 . 0 ll ，也就是05 . 0 rr 代入万有引力公式：2 21rmmGg (7）得到南极的重力g=8go由于t∝g ，因此t1=8to，意味着静止地球上的沙漏 a 完成 1 次计时，亚光速地球南极上的沙漏 b 就能完成 8 次计时； 如果相对论时间存在， 也就是公式 （1）成立，时间将膨胀到静止状态的 2 倍，那么t1依然是to的 4 倍，即t1=4to可以看出，在这个实验中，即便是时间膨胀成立，但参照系的质量和空间尺度的变化远远超过时间膨胀对计时器的变化影响4.1.2放置在赤道上的沙漏 c放置在赤道的沙漏由于地球半径不变，只需要考虑地球质量的增加，如果相对论时间存在的话，to=t2也就是说，静止地球上的沙漏 a 同亚光速地球上摆放在赤道上的沙漏 c 计时完全一样如果相对论时间不存在，那么t2=2to，也就是说，静止地球上沙漏 a 完成一次计时，亚光速地球赤道上的沙漏 c 可以完成 2 倍的计时。

实验 4.1.1，4.1.2 表明，参照系质量的变化对计时器的影响极大，即便时间膨胀理论成立，也是无法用沙漏这样的仪器来验证的为了提升计时的精度，这次我们就试用摆钟4.2摆钟实验同实验 4.1 一样，在静止的地球上放置一个摆钟 a，时间流速设为to,钟摆周期为To；在亚光速地球上设定两个摆钟，一个摆钟 b 放在南极，钟摆周期为T1,另外一个摆钟 c 则是放在赤道上，钟摆周期设为T2钟摆周期公式：glT2（8）4.2.1放在南极的摆钟 b根据公式（3） ，可以得出亚光速地球质量1m为静止质量0m的 2 倍,即012mm ；根据公式（2） ，得出运动方向的地球半径r缩减为静止状态的 0.5 倍，也就是一半，也就是r=0.5ro根据公式（2） ，得出南极钟摆的摆臂长度l缩减为静止状态的 0.5 倍，即05 . 0 ll 根据公式（7） ，可以获取南极方向的重力g是静止地球的 8 倍，即：g=8go代入公式（8） ，得出 4T1=To如果相对时间成立，那么 2T1=To也就是说，静止地球上的摆钟计时 1 分钟，亚光速地球上南极摆放的摆钟已经计时 2 分钟以上情况表明， 参照系质量空间尺度的变化远远超过时间膨胀对计时器的影响。

4.2.2放在赤道的摆钟 c赤道上的地球半径不变，摆钟 c 的摆臂不变，也就是空间尺度不变，因此只需考虑亚光速地球质量的改变由公式（3） 、 （7） 、 （8）可以得出：2T2=To如果时间不膨胀，那么摆钟 c 走一分钟，静止地球上的钟摆 a 才走 42.426秒，也就是说，地球上的摆钟应该慢一些如果相对论时间有效，那么T2=2To两个钟的结果刚好倒过来由以上实验 4.2 可以看出，由于空间尺度、质量的改变，时间膨胀理论也难以验证，因此，我们需要再次提升计时器的精度这次，我们就采用原子钟作为验证时间膨胀理论的工具4.3原子钟实验在进行原子钟实验之前，我们先了结一下原子钟的工作原理从时间定义“铯-133 的原子基态的两个超精细能阶间跃迁对应辐射的9,192,631,770 个周期的持续时间” 中， 我们可以看出， 原子钟的原理归结到底，还是一个或多个粒子之间的运动记录为了实验分析的方便，我们特地先设置两个粒子之间的运动关系这两个粒子可以是原子核与电子，也可以是原子与原子或者其他的具有稳定状态的粒子之间4.3.1电子围绕原子核旋转计时设定原子核 a 与电子 b 两个粒子形成一个稳定参照系， 质量分别为1m、0m距离ro， 分别带电荷1Q和2Q。

电子 b 围绕原子核 a 做匀速圆周运动， 相对速度0v，绕行周期0T，它们之间之间通过库仑力F相互作用，遵守动量守恒定律，每完成一圈就像外界发送一次信号作为原子钟计时依据相应公式就是：库仑力公式：2 21rQKQF (9)离心力公式：rvmf2（10）计时周期公式：vrT2（11）假如，粒子 a、b 作为一个参照系被匀加速到 0.8660254038 倍光速，方向与粒子 a、b 组成的运动平面垂直，则式（6）的结果是 0.5由于是稳定系统， 因此电磁力与离心力大小相等，也就是fF ，方向相反，而电荷1Q和2Q并不会因为其他因素的改变而改变，原子核 a 与电子 b 之间的距离ro也不会改变由于原子核与电子之间的万有引力相对于电磁力而言实在太小，相差3910倍，1m、0m即便增加几千上万倍，依然可以忽略不计，因此在此不考虑原子核与电子之间的万有引力因此得到：02 02 00rvmrvmfF（12）其中速度v是加速到亚光速后的电子绕行原子核的速度，而质量m是加速后的电子质量将（12）式解开，得到：mmvv00（13）根据公式（3） ，可以得出亚光速电子 b 质量m为原来质量0m的 2 倍,即02mm 。

将结果带入（13）式，得出：021vv （14）将（14）式带入（11）式，得到：02TT 其中T为运动参照系中电子环绕原子核的周期以上结果表明，当 a、b 粒子组成的参照系被匀加速到 0.8660254038 倍光速时， 即便时间膨胀不成立， 即便是质量的改变也会让这种方式计时的原子钟变慢，较静止状态慢上2倍如果时间膨胀存在，原子钟将会慢上22倍推而广之，当原子核与电子形成的参照系依照速度v匀速飞行时，不考虑空间尺度和时间流速的改变， 即便质量的增加， 也会让原子钟变慢212) )(11( cv倍如果时间膨胀成立，以这种方式计时的原子钟将比静止状态慢上232) )(11( cv倍以上实验分析也可以推广到多个原子核和多个电子， 或者由库仑力推广到整个电磁力接下来，我们要分析一个粒子自旋发出信号作为计时凭证的实验4.3.2粒子自旋计时假设粒子 a 质量为0m,自旋周期为0T,静止状态自旋角速度为0每自旋一周向外发射一个信号作为计时依据遵循角动量守恒定律角动量守恒公式：2)(mrmvrprL(15)角速度公式：T2（16）当粒子 a 被匀加速到 0.8660254038 倍光速， 方向与粒子运动轴心方向平行，则式（6）的结果是 0.5。

根据公式（3） ，可以得出亚光速粒子 a 质量m为静止质量0m的 2 倍,即02mm 在半径r不变的情形下，将02mm 代入(15)式，可以。