解读迈克尔逊莫雷实验,解读光速为什么是迈克莫雷不变的?
1、解读迈克尔逊莫雷实验,尔逊光速为什么是实验不变的。有这样一种神秘的光速装置,在某些情况下,不变子弹可以轻松穿过,解读显示出它的迈克莫雷可穿透性;而另一些时候,同样的尔逊子弹又被反弹回来,显示了它的实验不可侵入性。这不禁让人好奇,光速为何同样的不变一个物体竟能展现出两种截然不同的特性。若将此疑问投射至自然界,解读我们又如何解释大千世界中各式各样的迈克莫雷物质所表现出的性质之千差万别。
2、尔逊面对这个充满变化和混乱的世界,我们该如何去理解和梳理这些杂乱无章的现象。在经典力学的领域内,天文学上就有两种实验呈现出明显的矛盾。其一是双星实验,其二是迈克尔逊-莫雷实验。在宇宙的广阔天地里,不同于太阳系,双星系统是一个普遍存在的现象。
3、这是因为在星云收缩的过程中,会自然形成两个质量较大的中心,进而形成两个相互绕转的恒星系统,它们的质量中心成为环绕的中心。由于质量分布的不平衡,小质量的恒星会围绕大质量的恒星旋转。就如同地球围绕太阳公转一样,区别在于那个“公转的恒星”是发光的,使我们得以对它进行观察。
4、更有趣的是,有时这个恒星的光谱会显示出红移,有时又显示出蓝移。这背后的原因是什么。
5、由于光具有频移效应,我们观察到的星光频率变化意味着那个恒星正以周期性的方式靠近或远离我们。这意味着,该恒星正在围绕某个中心进行公转。我们的宇宙是一个整体的系统,由作为物质的实体和作为背景的空间共同组成。
解读迈克尔逊莫雷实验,光速为什么是不变的?
1、因此,不存在完全独立和自由的物体。任何物体的能量都分为两种形式,一种是相对于自身运动的动能,由速度来度量;另一种是相对于空间的势能,由弛豫时间,即频率的倒数。光子的特殊之处在于,它的质量极小,因此它的能量变化主要体现在空间势能上,这一变化通过弛豫时间体现出来。
2、因此,光速仅表示光子保持其相对于空间势能所需的速度,反映出光速在空间中的不变性。因此,当光子离开恒星时,会经历一个从以速度运动于恒星到以速度运动于空间的转变过程。由此产生的动能或势能变化,会导致频率的改变,这就是我们观察到的光谱频移的原理。正是因为恒星频率的周期性变化,使我们推断出它正围绕另一颗恒星运动。
3、由此,我们证实了光速不变的原理,也就是说,光速仅与空间相关,而与光源无关。与双星实验相对应的是迈克尔逊-莫雷实验。
4、实验起初是为了验证地球是否拖拽着以太空间。以太被认为是与物质不同的一种媒介,光线正是通过它传播。如果迈克尔逊-莫雷实验观察到周期性的干涉条纹移动,那就意味着地球在以太空间中有绝对运动;如果实验结果为零,则意味着地球与以太同步移动。然而,实验结果并未发现干涉条纹的移动。
5、这难道就意味着以太空间随着地球一起移动了吗。我们还未下定论。毕竟,地球不可能拖着整个空间运动,一旦离开地面,以太空间会逐渐脱离地球的影响,形成以太风。因此,迈克尔逊和莫雷将实验搬到了高山上,期待能够观察到由于高度变化而导致的光的干涉条纹变化。