廣義相對論為超光速提供理論依據
作者:陳安鄴
狹義相對論及其所確立的洛侖茲坐標變換式,是絕對不允許超光速存在的。作者在《光、超二重性》一文中,在提出“光、超二重性”這一理論時,其前提條件是:狹義相對論及其所確立的洛侖茲坐標變換式,把超光速排除在外。即超光速,不受狹義相對論及其所確立的洛侖茲坐標變換式的限制。是由於宇宙空間包括實驗室在內確實有超光速的客觀存在。而現在廣義相對論又為超光速的存在提供了理論依據。
廣義相對論將經典的牛頓萬有引力定律,包含在狹義相對論的框架之中,並在此基礎上應用引力質量與慣性質量完全相等的等效性原理,建立起廣義相對論引力場的慣性系和加速度場非慣性系的等價性原理。正是由於引力質量與慣性質量的等效性,在狹義相對論動力學基礎上,運用動量守恆定律和相對論速度變換的關係,從理論上證明物體的質量是隨速度而變化的。其質量表達式為:m=m0/[1-(v/c)2]1/2,式中m0 是靜止質量,它是物體在相對靜止的慣性參照系中測出的質量。所以,這個質量公式,它適應於慣性質量。可以寫成:
M慣=m0/[1-(v/c)2]1/2的形式。對於慣性質量來說,質量M慣隨着物質速度的增加而增加,當速度趨近光速時,M慣趨近於無窮大。因此,要想把物質運行的速度達到或超越光速成為不可能,即該公式不允許超光速的存在,無疑是正確的;但是由於廣義相對論的等價性原理的前提條件是:引力質量和慣性質量的等效性。也正是由於以上兩種質量的等效性,因此,上式可寫成引力質量式:M引=m0/[1-(v/c)2]1/2,這對於引力質量來說,質量M引隨物質速度的增加而增加,就不一定正確了,這是因為,作為引力質量的物質,它的多少不可能隨速度的增加而增加,即使物質運行速度達到或超過光速,其引力質量M引也不可能趨近或等於無窮大。這正是超光速存在的理論依據。它為超光速的存在,敞開了大門.所以對於運動質量公式來說,它同樣具有光、超二重性,即光、超的二面性,而達到光速、超光速並存的局面。
由於以上物質運動質量公式僅適應於慣性質量,而不適應於引力質量。這裡要說明的是:m0這個靜止質量可近似地看作是引力質量,即是物質的多少。所以,慣性質量存在的本質,還在於有物質的存在,才有可能產生慣性,否則也將無慣性可言了。所以,正是引力質量對該公式的否定,才為超光速在實驗室和宇宙空間的存在,敞開了大門。因此,以上運動的質量公式亦具有二重性:在它適應於慣性質量時,彰顯狹義相對論及其洛侖茲變換式應有的特性;而當它被引力質量所否定時,又給超光速的存在,留有一遍廣闊的天地。
2011.3.1. 於烏魯木齊