广义相对论真的能解“水星进动异常”之谜吗?
(2012-12-11 09:45:26)
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杂谈 |
分类: 与相对论有关 |
水星近日点进动曾经作为广义相对论最有力的三个天文学验证之一。另外两个是,日全食时星光在太阳引力场中的弯曲以及白矮星光谱线红移。也就是说,水星近日点进动是证明广义相对论最有力的天文观测验证。然而,在我研究了那段历史之后,使我产生了疑问:水星进去异常真的能够验证广义相对论的正确吗?不尽然吧。
这其中有两个很重要的人物需要详细地介绍一下,一是加拿大-美国天文学家纽康(1835~1909),另一个则是法国天文学家勒威耶(1811~1877)。有意思的是,这两位天文学家都对水星进动异常提出了自己的计算数据。法国天文学家勒威耶计算出来的水星近日点反常进动值是38.3秒/百年,勒威耶是利用1661~1848年(187年)的观测资料进行计算的,他的数据是非常可靠的,因为海王星就是他"算"出来的。与爱因斯坦通过广义相对论计算出来的43.03秒/百年,相差接近5秒/百年。而纽康的(重新)计算的数据则为43.27秒/百年,与广义相对论的计算相比“完全符合”。只是纽康用的是1861~1894年(33年)的(美国)观测资料进行计算的,由于美国立国较晚,天文观测的历史资料不多。
现在疑问来了。
疑问一:假设我要使用天文观测资料,首先选择观测时间长,观测数据可靠的那一份。可是最终科学界却选择了一个观测时间很短,天文观测的历史资料不多的那份作为验证依据,不能不令人产生怀疑,至少不是以严谨的科学态度来对待的。
疑问二:如果纽康是重新计算,那应该是在勒威耶的数据进行重新计算才能说明纽康是重新计算过的呀,然而,纽康却选择了没有“经验”的美国天文观测数据(历史资料不多)作为重新计算的基础,这个行为本身就让人感觉他用心不良。而且两份计算数据所采用的天文观测资料没有时间上的交集之处。也就是说根本无法进行比较,当然如果有人拿法国1861~1894年的天文观测资料与纽康的美国天文资料相比,问题可能就更清楚了。
疑问三:根据纽康的资料,我看到了这样的描述:他(指纽康)对勒威耶和所有前人的数据表作了改进。1899年他完成了这项工作。他也参与了迈克耳孙测定光速的工作。这里有两个疑问值得关注,一是纽康确实对勒威耶的数据表作了改进,却没有使用他改进的数据表为广义相对论佐证,而是依然使用他自己年份较少的那份数据表。二是他参与了迈-莫实验,并认可洛伦兹-爱因斯坦变换。那么他所谓的数据改进必定会有意无意地偏向广义相对论的计算上去。因为他与爱因斯坦很熟并且也很支持相对论的观点。
所以,当爱因斯坦听说勒威耶的38.3秒/百年的计算数据之后,非常沮丧,因为他说过,只要有一个天文事实否定了相对论,相对论就不能成立,面对勒威耶的38.3,爱因斯坦自知败局已定,于是他对兰佐说,我的理论只不过是一个过渡理论基础,是短命的。
然而,在科学界的有意运作之下,爱因斯坦终于渡过了这场危机。著名的英国物理学家亚瑟埃丁顿在1919年宣布广义相对论正确,使爱因斯坦一举成名;同时埃丁顿作了假,他把不利于爱因斯坦的照片都毁了。当然今天看来,纽康也参与其中了。