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不变, (其中的r 是远离引力场的观测者的观测值, ) 这样,时空对称理论依旧可解释引力红移,引力引起的光线偏折和水星近 日点进 动(详细内容在附录中)。 这样,用时空对称理论和广义相对论求得的Schwarzchild解时空物理意义 等价。 五。关于Kerr解 Kerr解中 不全为0,不是真实观测解,不能符合用四维时空的观 察者假设推导出的时空对称理论。 但用时空对称理论分析自转坐标系,也能得到Kerr解才有的单位质量的角 量a ,这将在下面分析。 六。时间量和空间量 经验告知,空间是三维的,时间是一维的。在观测者的直接观测中,是观 测不到空间与时间,空间与空间的相互作用。 故假定:观测者通过直接观测,无法观测到空间与时间的相互作用量。即: (27) 除非通过计算观测结果,方可知道空间与时间的相互作用量。 这样,对观测者的直接观测而言,任何观测四维时空的线元长度为 (13) 而 项是观测不到的。 绝对平直时空的四维时空线元 (13) 就是任何观测者的直接观测结果。 设有一种坐标系: 在该坐标系内任何一点观测,光在此坐标系内的任何两点的行走路 径,都 是直线;在坐标系内任意点的真空中光速恒定,称为相对平直坐标系。在弯曲时 空取足够小的时空范围,可得到此类坐标系,这类似微分。在弯曲时空取足够小 的时空范围,该范围的时空近似平直。这与上面关于直接观测是观测不 到 项是一致的。在此坐标系内有统一的时空单位和统一的钟和尺。 所以,此坐标系有: (28) [v]是指此坐标系内任意点真空中光的速度, [t]是指此坐标系内任意点的 时间。 以后本文中的坐标系都是此类坐标系。称为相对平直坐标系。 不同的相对平直坐标系之间是"平行"的,须通过物理参数的变化,物质方 能从一个相对平直坐标系进入另一个相对平直坐标系。 (29) (29)是时空对称理论,即时间量平方的变化量与空间量平方的变化量相等。所 用的坐标系是相对平直坐标系。其中 和 不是固有时,设这两个坐标系 固有时为 和 ,有: (30) 所以,这里的时间量平方 与空间量平方 不能理解为: 可用时间单位或空间单位的平方代替,而应理解为类似密度的一种量,称为时 间量密度与空间量密度。时空对称理论是指时间量密度与空间量密度的对称变 化。 令时间量密度为 ,空间量密度为 , 类比固有时平方的倒数 ,并可以替代; 类比固有长度平方 ,并可以替代; ( 分别为固有时和固有长度) 令时空密度为 ,不同的相对平直坐标系有不同的时空密度 ,任意相对平直坐标系中有 (31) 在同一个相对平直坐标系中, 类比线元 ,但是不可以替代。 不同的相对平直坐标系比较时空观测值时,须使用时间量密度和空间量密 度,通过设定某一相对平直坐标系时间量密度和空间量密度为1,得到不同的相 对平直坐标系的不同时间量密度和空间量密度。然后,对不同的相对平直坐标系 换算出不同的时间量和空间量单位。 这样时空对称理论实际上是关于时空密度的变化的理论,可表示为: (32) 为不同的两个相对平直坐标系时空密度, 为时空密度的变化量。 七。时空密度的变化量 在狭义相对论中 (33) 在Schwarzschild解中 (c=1) (34) 引力 (35) 根据等效原理有惯性质量等于引力质量,或在局域时空内惯性力和引力不 可区分,在本文中局域时空为相对平直坐标系代替,那么在相对平直坐标系中 (36) (37) (38) 所以有: (39) 在狭义相对论和Schwarzschild解中 (33) 那么,时空对称理论中,时空密度变化量 ,在 时, (33) 这样 (37) 变为 (40) 此积分为不定积分。 这里 是能量的一种形式。用四维时空观点看, 是二阶逆变二阶 协变张量而不是狭义速度矢量的平方。 时空对称理论在 时表示为 (41) 为须观测的坐标系的时空密度; 为观测者所在的坐标系的时空密度,时间密度,空间密度; 是能量的一种形式。哪个坐标系绝对地得到能量,这个坐标系的时空密度绝对地改变。 |
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