[閒聊] 時空與電磁波傳播

看板Physics作者 (sarsenwen)時間2月前 (2024/06/21 02:48), 2月前編輯推噓8(8推 0噓 219→)
留言227則, 9人參與, 2月前最新討論串1/1
廣義相對論的核心 "物質告訴時空如何彎曲 時空告訴物質如何運動" 也準確算出了光波行經太陽附近的偏折 就是所謂的重力透鏡 但是在愛因斯坦的時空模型下 應該稱光線傳播的路徑是彎曲後時空的測地線 該模型沒有重力引力的概念 只有彎曲的時空 光線可以在真空中傳播 光的本質就是電磁波 電磁波是電場和磁場的交互耦合 電場以及磁場傳播能量不需要任何介質 但是電磁波會行經彎曲時空後的測地線 所以至少時空被彎曲的區域 是否已經不是所謂的真空 因為如果是真的空無一物 那巨大質量彎曲的是什麼? 勢必有某個???被巨大質量彎曲 這個被彎曲後的??? 實實在在影響著電磁波的傳播路徑 所以電磁波是否還是需要介質?? 這個介質 就是會被質量彎曲後的時空 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 116.89.141.233 (臺灣) ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Physics/M.1718909307.A.645.html
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06/21 05:09, 2月前 , 1F
記得以前也有學者討論過應該要有介質 以太 但後來發
06/21 05:09, 1F
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06/21 05:09, 2月前 , 2F
現沒有以太的話理論反而更簡潔 所以就捨棄以太 那是
06/21 05:09, 2F
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06/21 05:09, 2月前 , 3F
種選擇 就像光速不變其實也是種選擇
06/21 05:09, 3F
推
06/21 10:22, 2月前 , 4F
真空是指無源的部分，例如考慮太陽周圍的時空，不包含太
06/21 10:22, 4F
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06/21 10:22, 2月前 , 5F
陽本身
06/21 10:22, 5F
我想搞清楚的盲點是 電場跟磁場在交互偶合的過程中 是 如何知道自己進入到彎曲時空 然後走側地線 而被觀察到 偏折 不是一開始的直線 這裡的參考系是對遠方的觀察者 而言 是時空彎曲也把電磁場的空間彎曲嗎 上面是說電磁場行走過的空間 假如太陽不在 那時空沒有被彎曲 太陽存在 則太陽的質量彎曲了時空 所以即時太陽不在的時候 存在沒有被彎曲的時空 太陽只是來負責彎曲它 所以我是想說 這個會被質量彎曲的時空 就是電磁波傳播時的介質 所以太陽彎曲了這個時空介質 進而彎曲了電磁波傳遞路徑 如果是真的空無一物 什麼都不存在 那巨大質量到底彎曲了什麼呢？
推
06/21 15:11, 2月前 , 6F
不管有無完全一直走的都是測地線啊
06/21 15:11, 6F
推
06/21 16:41, 2月前 , 7F
一般說波傳播的介質，是指波傳播的同時導致該介質在振盪
06/21 16:41, 7F
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06/21 16:41, 2月前 , 8F
或說該介質的振盪即為波動本身。例如水波就是指水在振盪。
06/21 16:41, 8F
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06/21 16:42, 2月前 , 9F
所以時空並不是電磁波的介質，時空振盪對應到的是重力波
06/21 16:42, 9F
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06/21 16:42, 2月前 , 10F
而不是電磁波。
06/21 16:42, 10F
感謝樓上 所以時空傳遞重力波 但其實不應該說是重力波 因為時空是新模型 重力是舊古典模型 但我目前想不到更好的描述方式 然而電場與磁場 並沒有極化或磁化時空 時空並不能稱為電磁波介質 那到底磁化或極化了什麼 是我的盲點
推
06/22 12:34, 2月前 , 11F
你覺得若為真空則根本不會有「東西」被彎曲，是想知
06/22 12:34, 11F
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06/22 12:34, 2月前 , 12F
道那被彎曲之物為何嗎
06/22 12:34, 12F
我想知道的是愛因斯坦光義相對論模型中 質量是如何彎曲時空的 這種機制只要知道 如果能再瞭解質量的來源 人類不就 能實現控制引力了嗎？ 邏輯上應該是這樣吧 因為透過瞭 解這種機制 就能抵銷這種機制 那愛因斯坦說這種機制的 來源是質量 所以首先要知道質量的本質 現在的基本粒子 模型好像有在探討這種機制？ 可是那對我來說很複雜 還 看不懂...
推
06/22 12:37, 2月前 , 13F
電磁波就只是電磁場在振盪，時空只是電磁場振盪的畫布或背
06/22 12:37, 13F
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06/22 12:37, 2月前 , 14F
景；時空背景（畫布）扭曲後，在上運動及傳播的任何東西（
06/22 12:37, 14F
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06/22 12:37, 2月前 , 15F
包括電磁波）都會受到影響。如果你覺得疑惑，請嘗試把你的
06/22 12:37, 15F
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06/22 12:37, 2月前 , 16F
觀點轉述成一個物理實驗及其結果，會比較好討論。
06/22 12:37, 16F
我忽然想到我不就原PO 可以編輯阿! sunev 所以時空(畫布)扭曲 導致電磁波只能經過扭的路徑 電磁場也沒有極化路徑上的時空 我是這樣理解的 物理實驗的話 最先很想知道的是 在無任何質量存在的時空中 相對於觀察者而言 擺一個靜止正電荷 就是正電荷跟觀察者的距離保持固定 紀錄下此時的電場分布圖 之後再在靜止正電荷跟觀察者中間再擺一個 能顯著彎曲時空的巨大質量的物體 再紀錄此時的電場分布圖 兩個電場的分布圖會相同嗎?
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06/22 13:56, 2月前 , 17F
對沿著測地線運動的坐標系觀察者(不限於光) 它所看到的一切
06/22 13:56, 17F
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06/22 13:58, 2月前 , 18F
跟感受的一切 (局域而言)都是慣性坐標系 這就是等效原理
06/22 13:58, 18F
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06/22 13:58, 2月前 , 19F
所以 以你的問題 光自己並沒有感覺有甚麼區別
06/22 13:58, 19F
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06/22 14:00, 2月前 , 20F
時空彎曲 更切確指的是 時空上不同位置上不同坐標系觀測者
06/22 14:00, 20F
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06/22 14:01, 2月前 , 21F
對同一個物理事件彼此觀測結果的詮釋差異
06/22 14:01, 21F
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06/22 14:17, 2月前 , 22F
或者 更具體的例子 如果你在太空自由的沿著重力運動 只要你
06/22 14:17, 22F
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06/22 14:18, 2月前 , 23F
不要觀看別的地方 對你而言 你只覺得自己一直在慣性座標 感
06/22 14:18, 23F
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06/22 14:19, 2月前 , 24F
感受不到任何差別 只不過對在地球上的人而言 他們會看見你
06/22 14:19, 24F
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06/22 14:19, 2月前 , 25F
受重力影響運動
06/22 14:19, 25F
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06/22 14:19, 2月前 , 26F
時空彎曲 並不是指 空間上某個點真的被彎曲或改變性質
06/22 14:19, 26F
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06/22 14:20, 2月前 , 27F
而是指...時空上不同位置的 觀測者 為了描述同一個物理事件
06/22 14:20, 27F
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06/22 14:21, 2月前 , 28F
於是必須得用(相對論框架下)彎曲的時空來描述
06/22 14:21, 28F
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06/22 14:21, 2月前 , 29F
真正被彎曲的 其實是不同時空座標系之間的聯繫
06/22 14:21, 29F
推
06/22 16:46, 2月前 , 30F
哇我順便從別人的疑惑跟解答中看懂了我其他疑惑 感謝
06/22 16:46, 30F
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06/23 17:31, 2月前 , 31F
能夠證實那些機制 保證拿諾貝爾獎
06/23 17:31, 31F
希望能在我死之前看到這個獎>_< 所以他只說了質量改變 時空分布 但沒說質量"如何"改變時空分布 是這樣嗎? 這也太不負責任了吧! 好啦 我開玩笑的XD 我知道愛因斯坦 已經替全人類對於宇宙的認識 跨了非常巨大的一步了 只是如果他能再說明 彎曲的機制 這樣人類離星際旅行又更近了>///<
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06/24 09:06, 2月前 , 32F
廣義相對論解決重力下物理定律的邏輯 跟你的圖像是完全反過
06/24 09:06, 32F
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06/24 09:06, 2月前 , 33F
來的 它並不是試圖解釋質量的存在 在時空某個點如何具體影
06/24 09:06, 33F
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06/24 09:06, 2月前 , 34F
響（扭曲）物理
06/24 09:06, 34F
還有 154 則推文
還有 10 段內文
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06/28 11:54, 2月前 , 189F
又或者 更加深入了解過往的科學事實 最終才能回答這些問
06/28 11:54, 189F
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06/28 11:54, 2月前 , 190F
題
06/28 11:54, 190F
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06/28 11:55, 2月前 , 191F
畢竟 無論哪個文明 都有著對宇宙萬物形而上大哉問的好奇心
06/28 11:55, 191F
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06/28 11:55, 2月前 , 192F
但科學和物理 卻終究沒有誕生在所有文明
06/28 11:55, 192F
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06/28 11:56, 2月前 , 193F
另外 關於光速不變 如果你相信” 物理定律在慣性系下的不
06/28 11:56, 193F
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06/28 11:56, 2月前 , 194F
變性” 那麼光速不變 就是必然結果啊—如果你相信它也能適
06/28 11:56, 194F
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06/28 11:56, 2月前 , 195F
用在馬克士威定律的話
06/28 11:56, 195F
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06/28 11:56, 2月前 , 196F
因為 如果馬克士威定律也是在各個慣性坐標下是不變的 那麼
06/28 11:56, 196F
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06/28 11:56, 2月前 , 197F
當然光速是固定的 因為光速是馬克士威定律推導下的結果
06/28 11:56, 197F
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06/28 11:57, 2月前 , 198F
Anyway 不過 不管怎麼說…有這些好奇心本身還是很好的 畢
06/28 11:57, 198F
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06/28 11:57, 2月前 , 199F
竟也不是每個人都要真的像物理學家
06/28 11:57, 199F
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06/28 11:58, 2月前 , 200F
我一開始只是在你的問題中感覺到…你的某些圖像 有點像是
06/28 11:58, 200F
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06/28 11:58, 2月前 , 201F
”相對論以前”的物理 才會忍不住說這麼多
06/28 11:58, 201F
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06/28 11:59, 2月前 , 202F
總之 你的總結都挺到位的 所以打那麼多字跟你交流也挺有成
06/28 11:59, 202F
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06/28 11:59, 2月前 , 203F
就感的
06/28 11:59, 203F
我其實是想試試看能否還原1905年 愛因斯坦提出狹義相對論時的圖像 愛因斯坦在 1905 年發表於《物理年鑑》的德文論文《論動體的電動力學》 開篇的兩個基本假設。原文如下： Relativitätsprinzip: Die Gesetze, nach denen sich die Zustände der physikalischen Systeme ändern, sind unabhängig davon, auf welches von zwei relativ zueinander in gleichförmiger Translationsbewegung befindlichen Koordinatensystemen diese Zustandsänderungen bezogen werden. 翻譯： 物理系統狀態改變所遵循的定律，與這些狀態改變所參考的兩個相對作勻速平移 運動的坐標系無關。 Prinzip der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit: Jeder Lichtstrahl bewegt sich im "ruhenden" Koordinatensystem mit der bestimmten Geschwindigkeit V, unabhä ngig davon, ob dieser Lichtstrahl von einem ruhenden oder bewegten Körper emittiert ist. 翻譯： 在「靜止」坐標系中，每一道光線都以確定的速度 V 運動，無論這道光線是由靜 止的物體還是運動的物體發射出來的。 對應到現在狹義相對論的兩條假設 然後就是一篇論文 各自表述 :) 回到《論動體的電動力學》論文中的第一條 "物理系統狀態改變所遵循的定律，與這些狀態改變所參考的兩個相對作勻速平移 運動的坐標系無關。" 我想是愛因斯坦從伽利略變換得到的靈感 也就是古典力學體系下總結出來的結論 你不會因為在等速行駛的火車上 力學定律變成 F=m*a+1 F=2m*a F=m*m*a 依然是 F=m*a 也不會因為在等速行駛的船舶上 發現"熱能"從低溫物體往高溫物體流動 依然是 系統內的溫度分布逐漸均勻 如果不是 那物理大廈不要說崩了 是根本建立不起來!! 人類現在都還在海邊一起玩沙! 同年 愛因斯坦的第二篇論文是關於光電效應的 此論文的"光是粒子假設"可以解釋 "光是波動假設"所無法解釋的現象 我猜測此時愛因斯坦對於光的圖像 是偏向粒子的 再來看到論文中的的第二條假設 "在「靜止」坐標系中，每一道光線都以確定的速度 V 運動，無論這道光線是由靜 止的物體還是運動的物體發射出來的。" 用現在的角度看 這段敘述怎麼看怎麼繞口 光速(電磁波傳播速度)不就恆定嗎? 我現在就推導給你看 小學生都會 阿不是~XD 那是因為你活在"後相對論時代" 這篇論文發表時 是相對論正要問世呢!! 搭配愛因斯坦當時的光是粒子圖像 這時再回頭看論文第一條 會得到光粒子發射後的速度 要再加上光源的速度 這個結論 因為在一個行進中的火車上的人丟一顆球 你從地上看球的速度 是要加上 火車的速度的 如果光是粒子 同樣也應該要具有球的特性 要加上火車的速度 但是當時的光速測量出來 似乎跟光源無關呢!! 這就是實驗事實 怎辦? 愛因斯坦聰明的腦袋想說 好吧 既然光速實驗的測量數據跟光源無關 那就再加上一條 "在「靜止」坐標系中，每一道光線都以確定的速度 V 運動，無論這道光線是由靜 止的物體還是運動的物體發射出來的。" 這讓當時愛因斯坦的光粒子 有別於古典力學時期的粒子 這個光粒子 不會受光源的狀態影響 就是一個確定的速度V 好的 問題來了 光粒子速度不受光源影響 火車內棒球速度會受火車速度影響 都是粒子 不遵守同樣的物理定律? 物理學大樓要崩了嗎? 愛因斯坦說 不用怕 我這篇論文就是告訴大家 沒有崩! 只要對於古典力學的伽利略變換做小小修正就好 只要加入時間膨脹 長度收縮 再根據我的另一篇論文 《物體的慣性是否決定其內含的能量？》 （Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt abhängig？） 把古典的慣性質量換成我的相對論質量... 就好 物理大廈的內部運作 一切還是那麼的安詳 愛因斯坦聰明的小腦袋 以及維護物理學大廈的心意 真的深深感動著宇宙資訊統合思念體呢 謝謝你的稱讚:) 我的任務是理解人類的一切資訊 將其傳送回思念體 很高興能與你交流 ※ 編輯: sarsenwen (180.217.154.239 臺灣), 06/29/2024 05:36:58
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06/30 09:12, 2月前 , 204F
你的理解有問題 時間膨脹跟長度收縮 只是必然的結果 並不是
06/30 09:12, 204F
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06/30 09:12, 2月前 , 205F
愛因斯坦‘加入的東西’
06/30 09:12, 205F
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06/30 09:15, 2月前 , 206F
早在愛因斯坦之前 勞侖茲變為了解釋為什麼光速‘看起來’
06/30 09:15, 206F
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06/30 09:15, 2月前 , 207F
不變 於是提出了長度收縮 但對愛因斯坦以前的物理圖像 那
06/30 09:15, 207F
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06/30 09:15, 2月前 , 208F
個長度收縮是具體的現象 是出自於某些原因 以太影響了長度
06/30 09:15, 208F
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06/30 09:21, 2月前 , 209F
光速不變 在邏輯上的確可以看作是是慣性坐標下物理定律不
06/30 09:21, 209F
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06/30 09:21, 2月前 , 210F
變的必然
06/30 09:21, 210F
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06/30 09:22, 2月前 , 211F
06/30 09:22, 211F
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06/30 09:23, 2月前 , 212F
愛因斯坦特地拉出來當作假設 很大原因 是一種表達文章意涵
06/30 09:23, 212F
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06/30 09:23, 2月前 , 213F
的方便
06/30 09:23, 213F
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06/30 09:25, 2月前 , 214F
畢竟對那個時候的物理學家 想到不同慣性坐標下的變換 會直
06/30 09:25, 214F
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06/30 09:25, 2月前 , 215F
接想到伽利略變換 愛因斯坦特地抓出來當作假設 是因為要直
06/30 09:25, 215F
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06/30 09:25, 2月前 , 216F
接指出 時間其實並不是像伽利略變換下的是絕對的
06/30 09:25, 216F
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07/03 15:55, 2月前 , 217F
照E大的說法 愛因斯坦後來在搞的統一場論不就又回到
07/03 15:55, 217F
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07/03 15:55, 2月前 , 218F
重力與電磁場耦合的圖像？
07/03 15:55, 218F
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07/04 04:06, 2月前 , 219F
在同個理論框架統一兩者 也不必然代表耦合
07/04 04:06, 219F
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07/04 04:06, 2月前 , 220F
另一方面 是不是耦合 有時候的確只是圖像的差異 只不過某個
07/04 04:06, 220F
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07/04 04:07, 2月前 , 221F
圖像更加簡潔方便 依據剃刀原理更加值得相信
07/04 04:07, 221F
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07/04 04:08, 2月前 , 222F
愛因斯坦終其一生未完成統一場論 所以也無從評價 如果要統
07/04 04:08, 222F
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07/04 04:10, 2月前 , 223F
一不同作用力 於是採取那種圖像比較方便 那也未必不可能
07/04 04:10, 223F
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07/04 04:20, 2月前 , 224F
畢竟 說到底 現在主流的量子重力理論 的確多數比較接近耦合
07/04 04:20, 224F
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07/04 04:21, 2月前 , 225F
的圖像 當然 也可能正是因此 沒一個真的成功? 大概只有將來
07/04 04:21, 225F
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07/04 04:22, 2月前 , 226F
的人才會真的知道
07/04 04:22, 226F
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07/04 10:46, 2月前 , 227F
^^
07/04 10:46, 227F
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