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八。时空对称理论和狭义相对论
假设两个相对平直坐标系，一个静止，一个角速度为 做圆周运动。
用时空对称理论分析
(42)
对于角速度为 的坐标系，离心力为 （ r 为圆周半径），
即 （43）
（44）
所以，时空密度的变化量 为
（45)
有 （46）
对于固有时 和固有长度 有
（47）
用狭义相对论分析固有时和固有长度有
（48）(是速度方向）
可以看出两理论对固有时有相同结论；对于固有长度，时空对称理论认为
固有长度全方向改变，狭义相对论认为只是平行瞬间速度 方向的固有长度
改变。
用时空对称理论和狭义相对论分析以速度 v做直线运动的坐标系也有相同
结论，只不过时空对称理论将以速度 v做直线运动的坐标系当做绕无穷远处某
点做圆周运动。
对于迈克耳逊-莫雷实验，狭义相对论是用惯性系中光速恒定来解释，时空
对称理论是用相对平直坐标系中光速不变来解释。
九。时空对称理论的详细表述
假设1：设有时空坐标系
(28)
（即光速恒定, 项观测不到 ）
是指此坐标系内任意点光的速度， 指此坐标系内任意点的固有时。
此类坐标系称为相对平直坐标系。
假设2：任何观测者所观测到的真实时空坐标系都是相对平直坐标系。
不论是惯性系或非惯性系，只要坐标系足够小，都是此类坐标系。
相对平直坐标系之间比较时空量，使用时空密度
（31）
是时间密度 ， 是空间密度。
在任一相对平直坐标系中，观测者处在相同的时空密度 中，就有相同
的时间密度 和 空间密度 ，因而有相同的固有时和固有长度。
的大小正比于固有时流逝的快慢。
的大小正比于固有长度的长短。
时空对称理论可表述为
(32)
为不同相对平直坐标系的时空密度。
当 ，有 （42）
(40)
用四维时空观点看是二阶逆变二阶协变张量。
时空对称理论认为 是能量的一种形式，而不是狭义的速度平方或加速
度，或二阶逆变二阶协变张量，上式的积分为不定积分。
当能量形式 绝对的改变，时空密度 绝对的改变。
十。时空对称理论对不同坐标系之间的观测比较
时空对称理论对不同坐标系之间的观测比较可简单的分为两种情况。其计
算结果是真实观测值。
1。两个相对平直坐标系 , 比较，有时空密度 ，
假设：
那么： （42）
为两坐标系时空密度的比较
坐标系 的固有时比坐标系 的固有时流逝快。
坐标系 的固有长度比坐标系 的固有长度长。
并通过 （40）
与经典的速度，引力和加速度对比，从而得到不同坐标系的固有时和固有
长度的区别。
2。设有三个坐标系 ，时空密度分别为 ，
假设
有
（32.1)
(49)
其中（ , ）
不论观测者在 坐标系都将得到（49）式观测结果，观测者在第四坐标系也将得到（49）式观测结果，这是时空对称理论中所得计算结果是真实观测
值的推论，也是时空对称理论的两个假设的推论。
十一。关于时空对称理论可能的实验证实
一种是检测高速自转物体的半径和厚度是否缩短？
这种情况下，狭义相对论认为只有沿速度方向的周长缩短，半径和厚度不
变。而时空对称理论认为周长，半径和厚度都将缩短。半径缩短后为
（略去 以后项） （49）
项与Kerr-Newman解中的单位质量角动量项a一致。
厚度缩短后为
（50）
另外一种是一个加速运动坐标系与相对静止的坐标系之间，在 的情况下，将有时空密度 的变化。
那么，当发射光谱的元素做加速运动时，将有类似引力红移的光谱红移现
象。
如果，是发射光谱的元素静止，而观测光谱的仪器和观测者做加速运动，
将有光谱紫移现象。
除去多普勒效应，由振动频率公式可得，光谱线发生红移时，移动的频率
为： （51）
是光子的固有振动频率
很显然，对于相对平直坐标系中的物体而言，当 时，物体进入类似黑洞事件视界的另一种事件视界。
参 考 文 献
A.爱因斯坦 相对论的意义 科学出版社 1961
E.G.哈里斯 现代理论物理导论 上海科学技术出版社 1975
张镇九 现代相对论及黑洞物理学 华中师范大学出版社 1986 |
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