广义相对论为超光速提供理论依据
作者:陈安邺
狭义相对论及其所确立的洛仑兹坐标变换式,是绝对不允许超光速存在的。作者在《光、超二重性》一文中,在提出“光、超二重性”这一理论时,其前提条件是:狭义相对论及其所确立的洛仑兹坐标变换式,把超光速排除在外。即超光速,不受狭义相对论及其所确立的洛仑兹坐标变换式的限制。是由于宇宙空间包括实验室在内确实有超光速的客观存在。而现在广义相对论又为超光速的存在提供了理论依据。
广义相对论将经典的牛顿万有引力定律,包含在狭义相对论的框架之中,并在此基础上应用引力质量与惯性质量完全相等的等效性原理,建立起广义相对论引力场的惯性系和加速度场非惯性系的等价性原理。正是由于引力质量与惯性质量的等效性,在狭义相对论动力学基础上,运用动量守恒定律和相对论速度变换的关系,从理论上证明物体的质量是随速度而变化的。其质量表达式为:m=m0/[1-(v/c)2]1/2,式中m0 是静止质量,它是物体在相对静止的惯性参照系中测出的质量。所以,这个质量公式,它适应于惯性质量。可以写成:
M惯=m0/[1-(v/c)2]1/2的形式。对于惯性质量来说,质量M惯随着物质速度的增加而增加,当速度趋近光速时,M惯趋近于无穷大。因此,要想把物质运行的速度达到或超越光速成为不可能,即该公式不允许超光速的存在,无疑是正确的;但是由于广义相对论的等价性原理的前提条件是:引力质量和惯性质量的等效性。也正是由于以上两种质量的等效性,因此,上式可写成引力质量式:M引=m0/[1-(v/c)2]1/2,这对于引力质量来说,质量M引随物质速度的增加而增加,就不一定正确了,这是因为,作为引力质量的物质,它的多少不可能随速度的增加而增加,即使物质运行速度达到或超过光速,其引力质量M引也不可能趋近或等于无穷大。这正是超光速存在的理论依据。它为超光速的存在,敞开了大门.所以对于运动质量公式来说,它同样具有光、超二重性,即光、超的二面性,而达到光速、超光速并存的局面。
由于以上物质运动质量公式仅适应于惯性质量,而不适应于引力质量。这里要说明的是:m0这个静止质量可近似地看作是引力质量,即是物质的多少。所以,惯性质量存在的本质,还在于有物质的存在,才有可能产生惯性,否则也将无惯性可言了。所以,正是引力质量对该公式的否定,才为超光速在实验室和宇宙空间的存在,敞开了大门。因此,以上运动的质量公式亦具有二重性:在它适应于惯性质量时,彰显狭义相对论及其洛仑兹变换式应有的特性;而当它被引力质量所否定时,又给超光速的存在,留有一遍广阔的天地。
2011.3.1. 于乌鲁木齐