试着用狭义相对论描述了一下宇宙膨胀现象

几天没看这个帖子，突然发现又有对我的看法了？呵呵～

首先我应该道歉，因为我应该一开始就告诉紫月mm：帖子主题的出发点就不对，宇宙膨胀现象用狭义相对论描述是一定会出各种问题的。但是当时我仍然沿着她的思路讨论，试图在这个框架下理出一条可以直观理解的途径，显然是失败的。kxjh同好提醒的对，应该直接从广义相对论出发，不要试图用不合适的理论描述不合适的物理对象，杀牛用鸡刀是不行的。

不过在我的所有回帖中，hjfgcx试图批判的部分却是完全找错了，至少中学物理课的知识点我还是能保证不会说错的。从楼上三篇可以看出， hjfgcx的物理知识和逻辑能力远不如紫月mm，建议加强自己的基本功，指点别人要有负责任的能力和态度。反正我以后是不敢乱回答问题了，尤其是这些动辄宇宙啊什么的，这些问题对于我来说，还是太艰深了点。

本帖不针对hjfgcx或任何其他同好，而只是对我所见的好高骛远的风气的感想。

晕。至少中学物理课的知识点我还是能保证不会说错的。这也是我的信心。甚至我想，本科物理以下的我也不会说错。当然我和熊国宝之间，必有一个是属于中学物理都不懂的人也可以拿到大学毕业证，这似乎是一种奇怪的现象，但其实我认为两个都懂。至少最简单的概念中也有分歧是正常的，实数理论中我也有分歧嘛（事实上这也是康托和犹台金的分歧），实数理论还不基本？
说到运动，这个分歧也很大了，我记得当时初二还是什么时候，出了一道判断题：地球围绕太阳转，也可以认为太阳围绕地球转。答案是对的，我也知道，但是我还是很有性格的且毫不犹豫的答“错”。我认为参照系只是一种选择的方便，描述不能改变本质，本质是他俩围绕共同的质心转！否则如果是这样的，那么假定地球为参考系的话，无数的星星围绕地球转，牛顿的万有引力定理在这种参考系下就太可怕了，要改造成什么样？还有其他无数的定理。
说我好高骛远，实际正如国宝同学所言，我谈的都是中学物理，这也就是好高骛远？那些张口相对论的，高中还没有毕业的才是吧？不过鼓励为主。我想在最复杂的东西上有分歧，算我乱说，我不懂，但是即使在最基本的概念上也有分歧，不意味着我不懂，我好歹虽然很有性格，但是高中物理是省奥林匹克竞赛优胜者，大学物理学的是很扎实的，数学上读到过泛函分析，这种情况下讨论初中问题，不应当怀疑吧？否则最基本力学知识都玩不转，我还怎么设计复杂的机械呀？爱因斯坦设计了一个磁力冰箱，在偶这种工程师眼里，就是花架子，这就是术业有专攻，但是中学物理说错了，那就不是错，是共同的知识上的看法问题。

也许大学物理以上的我不如国宝。但是仅仅说到高中物理我是比那些物理博士，都强的。否则我是白拿奖了。

看来我还是得打好多字解释：
我的回帖没有评论你的观点或分析，只是说你找我的错误找的不对，没找对正地方。
我前面的帖子的问题在于不该杀牛用鸡刀，你找的地方都是我纠正紫月mm的中学物理概念错误的地方，然后替她抬杠式的辩解。
我说你物理知识不如紫月mm，是因为你对于某些基本概念实在是过于“有性格”了……这样给别人解答是不负责任的。
我说你逻辑能力不如紫月mm，是因为你根本没有看懂我和她在讨论什么，她都看懂了，你还没明白我的意思，所以才抬杠。
我还是具体点说吧，只喜欢就事论事：

一个垂直于你视线方向的运动物体，它上面显然也要有相对论效应”，的确有，但这种效应来源于水平于你视线的速度分量，如果水平速度分量为0，就没有相对论效应。

你去看公式，洛伦兹变换的时间分量没有投影问题，也就是说，不光速度的平行分量，垂直分量仍然有效应。

“这里”和“那里”没有“同时”的概念，我认为不妥。所谓“同时”，是相对于参考系的，一个参考系有一个时间。和地点无关。如果在同一个参考系看来，两地同时就是可以认为同时。“你跟它们都静止，...如果一个人在运动中看这两个闹钟”，归根结底你也是在用两个参照系。

在广义相对论中，如果时空不是平直的，就不能建立全局的坐标架（你试试在球面上建立一个全局的直角坐标架？）。也就是说，只能每个点在自己附近建立标架，那么不同点的时间一般是不能对准的。我说的运动物体和静止物体的假想实验是为了让她用能理解的狭义相对论的推理接受这一点。

“速度”的概念是在一个瞬间的概念，的确物理上是这样定义的。不过，这依赖于时空无限可分（但很不幸现实多半不是如此！），若不如此，这概念就是在客观中不存在的！也就是说客观中不存在速度。这物理就很可怕了。其实这瞬间的概念源于平均速度的极限，要知道模型只是模型，应该允许谈论平均速度。

第一，没有任何公认的理论是采用时空不是无限可分的模型，出于数值计算要求的格点方法除外。时空的可分性跟物质的可分性完全是两回事，所以也就不会和大部分哲学观点冲突。
第二，我就是因为发现她对平均速度和即时速度两个概念混淆才指出这个问题的，你偏说“应该允许谈论平均速度”，这不是抬杠吗？

另外我认为可以说所有的物体离我们退行而去！关键是取这些物体的质心做参照系！

你再仔细理解一下她当时说的是什么意思吧，她当时自己都觉得不可思议，你倒是给了个她都没想到的解释……
顺便说一句，她显然已经知道这个论述错在哪儿了，但是你好像陷入“整个宇宙的质心”的困惑了……

这个帖子越讨论越偏离主题了，你要讨论别的就再开个帖子吧。

　　请看４５＃，我并不认为我的想法多么的不可思议，我的意思只是觉得你看不明白也无所谓。因为相对论在处理时间与空间两者上面是平等的，时空可以相互转换，为什么一定要从空间膨胀而不能从时间收缩的角度来理解宇宙膨胀呢？我在顶楼所说的我们相对于其它天体以最快的速度向更高维度下落指的就是时间维度，两者的观测效应是等效的，是你没看明白我的意思罢了。
　　其实用多普勒红移来理解宇宙膨胀并不是不可以的，你听说过宇宙学红移计算公式吗？ 在宇宙时空膨胀带动天体退行超出视界之前与天体自身运动退行造成的观测效应是等效的，为什么不能用多普勒红移来解释这个现象呢？而且计算退行速度用多普勒红移公式理论上比哈勃定律更准确。
　　另外你说存在相对论效应不一定存在多普勒红移，最终也没有举出一个很有说服力的例证，kxjh和hjfgcx在前面也说相对论与多普勒效应是一回事，现在我更加不明白了，既然两者是一回事为什么可以其中一半存在而另一半却不存在呢？
　　另外hjfgcx所说的时空与物质不是无限可分虽然在经典物理学中没有提及，但是在弦理论中是支持这一观点的。哲学上的观点认为如果说时空与物质可以无限分割等同于说时空与物质都是无限的。　　

原帖由 bearcat 于 2007-12-12 01:15 发表

                               
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应该是越来越多吧，至少目前的标准模型的计算是这样。
因为“粒子视界”（视界的定义之一：因为宇宙演化的时间有限导致光传播的距离有限，从而导致的视界）的大小是与（宇宙演化的）时间成正比的，而目前宇宙的膨胀是与时间的`\frac{ ...

　　这段话你的理解完全颠倒了，黑洞的粒子视界是指不可见的范围，对应宇宙膨胀的视界也是视界外的不可见范围。所以按照上面这段话的理解就是黑洞的不可见视界只会随时间增大（忽略霍金辐射），所以假如宇宙匀速膨胀的话即使理论上空间的视界在增大，但实际上看到的天体却是在不断减少的，无限红移导致视界处天体在我们看来会越来越暗淡（比如微波辐射）其实发出辐射的那些天体早已逃出我们的视界之外了，我们看到的只是它在相对我们超越光速之前的时间内发出的一段光，只不过这段光波被时空膨胀拉伸至无限长罢了。

　　数学虽然是理解客观物理世界的工具，前提是要完全掌握她的物理意义才可以喔。否则可能还不如一个空想家。

sigh，白打那么多字了……
建议你去参加物理竞赛，养成计算的习惯，别总是空想了。

分量上的效应是多少？在那个分量方向是为0吗？


紫月所谓“宇宙中其他所有物体”，为何不能做参照系？这究竟是谁基础不牢？给你看看我母校（华中科技大学）一位物理系博士生导师的文章，他面对“宇宙中其他所有物体”也建立了一个坐标系进行计算，不至于他是基础不牢。

还有前面有人说只能用广义相对论，其实未必，只要水平深，紫月试图用狭义，就不知道有没有那么深了，呵呵，还是得先上大学再说吧，但是模型要是错了，数学也没用，模型不错，终究还是有办法的。

另外，宇宙不是绝对平直的，用广义相对论当然说的过去。可是也是大致平直的！甚至是优越参照系而不是平权的！希望你知道这两点正是哥白尼的宇宙观，而这正是现代理论和实验（尤其是实验）所证实了的。

物理学家爱因斯坦的天文学知识相当了得，可是天文学家xxx（不点名了，一位美女天文学家）却评价说，“知识几乎等于0”。术业有专攻，对于xxx，搞天文的，物理也许是相当了得，但在物理专业人士那里，“知识几乎等于0”也是有可能的。

我物理学老师写的一本书。看看。

分量上的效应是多少？在那个分量方向是为0吗？

如果你说的是垂直方向上的运动分量的相对论效应的话，不是零。

紫月所谓“宇宙中其他所有物体”，为何不能做参照系？这究竟是谁基础不牢？给你看看我母校（华中科技大学）一位物理系博士生导师的文章，他面对“宇宙中其他所有物体”也建立了一个坐标系进行计算，不至于他是基础不牢。

很多字看不清楚，不过就我能看清楚的部分来说，你完全误解这个作者的意思了。他并不是在讨论一个物理过程，而是要探讨观测者和被观察对象的哲学关系。他所谓的“整个宇宙”跟宇宙学中的“整个宇宙”是两个完全不同的概念。就像我们说恒星日的长度要以遥远的恒星为参照物一样，这里把远处的物体给假想成为不动的背景了。

还有前面有人说只能用广义相对论，其实未必，只要水平深，紫月试图用狭义，就不知道有没有那么深了，呵呵，还是得先上大学再说吧，但是模型要是错了，数学也没用，模型不错，终究还是有办法的。

首先，没有所谓水平的问题。科学是排除人的自主权的，只要你用同一套理论同一方法，得到的结论自然是一样的，谁来做都一样。
其次，所谓模型，是一个数学概念，所有的物理理论原则上讲都是数学模型。有的时候说的狭义的数学模型指的是运动学模型而非动力学模型。但所有的模型都是数学，而不是“图景”，这一点要分清。所以不存在模型和数学的冲突，可能的冲突是观念或经验和数学的冲突。
明确了两个概念之后，才能谈这个问题：狭义相对论是一个运动学模型，而广义相对论是一个动力学模型。宇宙的演化是一个动力学过程，虽然可以看到很多运动学描述，但那些都是在近似和猜想的基础上的用于方便计算的模型。所以要进行关于宇宙的哲学思考，一定要用动力学理论作为基础，任何运动学的理论都会带来哲学上的偏差。这就是我前面说的杀牛用鸡刀的问题。

另外关于你引用的知识等于零的话，不要把“知识”跟“物理理论”混淆。我猜你引用的“知识”的意思肯定不是指“高深”的物理理论，原话更可能的情况是指“事实和经验”。

紫月MM很有前途~~~

但建议从基础做起，从计算做起，不要一上来就纯粹用思维思考太高深的问题，容易陷入。。。论

支持紫月妹妹
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