第254章 水星近日點進動問題!空間彎曲?

  第254章 水星近日點進動問題!空間彎曲?

  當李奇維說出哈勃的解釋是錯誤時,禮堂內的大部分人都震驚了。

  不少人議論紛紛,認為李奇維是想要耍賴了。

  哈勃利用空間特性,解釋了各種平方反比規律的本質。

  在所有的學生們看來,這是一種非常高大上的思維。

  視角都和普通人不一樣。

  「布魯斯教授,這下估計是栽了,你們看前面的那些大佬們都在疑惑,顯然是認可哈勃的解釋。」

  「我反正認為挑不出什麼毛病,這裡面連計算都用不著,還能出錯?」

  「不過,我總覺得事情不會那麼簡單。哈勃的想法雖然精妙,但卻是靈光一閃。」

  「大家仔細想想,要是稍微給你一個提示,你是不是也能想出這種解釋?」

  不少人默默思考。

  此刻,前排如麥可遜等大佬們也在琢磨李奇維的話。

  哈勃的理論,單從數學層面看,絕對沒有任何問題。

  如果把它想像成一個純數學問題,沒有什麼引力和靜電力。

  那麼就變成了一個再簡單不過的微積分問題了。

  比伯特蘭定理的複雜性差遠了。

  然而布魯斯從不說廢話,他既然說錯了,那就代表一定有問題。

  部分大佬們也想不通了。

  李奇維嘴角帶笑,看向眾人的表情和反應,顯然大家都被他狠狠拿捏了。

  「在說哈勃同學的解釋哪裡錯了之前,我想先提另外一個問題。」

  「剛剛麥可遜教授講了伯特蘭定理對平方反比的解釋。」

  「雖然這個定理從數學上,嚴格證明了引力必須符合平方的規律。」

  「但是,我需要大家記住一點。」

  「物理和數學永遠不是一個東西!」

  「數學代替不了物理。」

  「數學永遠只是物理學家的工具,而不是目標。」

  「一個物理理論,即便從數學上被嚴格證明了,不代表它一定就是對的。」

  「因為物理是研究宇宙萬物真實存在的科學。」

  「它要符合我們在實際中觀察到的物理現象。」

  「牛頓的光微粒說,數學形式非常精巧,但最後證明它是錯的。」

  嗡!

  李奇維的話讓在場的人都感到震動。

  原來物理理論不僅僅要滿足數學形式,它還要符合客觀規律。

  不然它就只是一個精美的玩具,好玩但不實用。

  「我不知道大家當時有沒有認真聽麥可遜教授的解釋。」

  「伯特蘭定理有一個前提,那就是行星的軌道必須是閉合的。」

  「這是什麼意思呢?」

  這時,李奇維開始在黑板上畫圖。

  「假設火星繞太陽運動,不管它的軌道是圓形還是橢圓形。」

  「經過一個周期之後,火星還會回到原來的位置上,然後再運轉下一個周期,周而復始。」

  「這就是閉合的軌道。」

  「針對這種情況,伯特蘭定理是有效的。」

  「一旦火星的軌道稍有偏轉,它很快就會回到原本的軌道上,而不會飛出去。」

  「這是萬有引力的平方反比定律在起作用。」

  「但是,現實中卻出現了一個反例。」

  「1859年,法國天文學家勒威耶根據萬有引力定律計算後發現,太陽系內有一個行星它不是閉合軌道。」

  「它就是離太陽最近的行星:水星。」

  「水星的近日點一直在進動,它不是完美的閉合軌道。」

  「這句話是什麼意思呢?」

  「水星繞太陽公轉的軌道是一個橢圓。」

  「所謂的近日點,就是水星離太陽最近的點在軌道上的位置。」

  「而進動又是什麼意思呢?」

  「水星除了繞太陽公轉,它本身也在自轉。」

  「自轉的水星在受到太陽的萬有引力牽引後,其自轉軸也會旋轉。」

  「並且旋轉的方向和自轉的方向相同,這種情況就是進動。」

  「通俗一點理解,就是物體一邊運動一邊向前進。」

  「所以它的軌道就不是閉合的了。」

  「勒威耶利用萬有引力定律計算,他預測出水星的進動應該是每世紀5557.63角秒。」

  「然而,實際觀測到的水星進動是每世紀5600.73角秒。」

  「理論值和實際值相差了43.10角秒。」

  「當時的科學家們猜想這可能是水星旁邊的另外一顆行星影響的,並命名為火神星。」

  「可是人們並沒有發現這顆行星。」

  「因此,這個問題就無法被萬有引力定律解釋。」

  「按照伯特蘭定理,水星在發生軌道微小變化後,應該會回到正確軌道。」

  「然而實際情況卻並非如此,水星它一直在進動。」

  「這足以證明萬有引力的平方反比定律是錯誤的。」

  (註:其實太陽系內的所有行星都會發生進動,只不過水星的進動最明顯,能被觀察到。)

  嘩!

  李奇維的話瞬間讓學生們目瞪口呆。

  簡直和聽天書差不多。

  什麼時候經典力學這麼複雜了啊。

  不應該就是小球、滑塊和滑輪嗎?

  這都是啥和啥啊。

  什麼閉合軌道,什麼近日點進動。

  這還是課本上的萬有引力嗎?

  老天爺,我們學的內容到底被精簡了多少啊。

  同時,大家才知道,原來還有萬有引力解決不了的天體問題。

  不是說人類已經征服了宇宙嗎?

  「我的上帝啊,萬有引力定律竟然真的有缺陷,不是完美的物理理論。」

  「今天的演講簡直刷新了我的三觀,我已經不相信課本了。」

  「怪不得都說要跟一位好的老師才行,要是布魯斯教授當我的物理學老師,我都不敢想像自己會有多強。」

  「完了完了,那哈勃肯定是錯的了。」

  「.」

  無數學生哀嚎一片,他們發現怎麼都鬥不過李奇維。

  對方的知識就好像無窮無盡一樣,而且領先他們幾個等級。

  前排的麥可遜等大佬苦笑一聲。

  水星近日點進動問題,一直是困擾經典物理學家的心腹大患。

  很多大佬都試圖去解釋,甚至還有用電磁理論的,然而全部無功而返。

  直到現在,它依然是一個懸而未決的問題。

  不少物理學家乾脆擺鴕鳥心態,認為它可能是未知原因造成的誤差。

  比如水星自身結構發生變化,太陽內部產生了什麼活動,等等。

  因為這個誤差太小了。

  在宇宙天文學那龐大的尺度面前,顯得微不足道。

  但無論怎麼說,這都是萬有引力定律無法解決的缺陷,至少說明它不完美。

  這時,李奇維繼續說道:「說完了伯特蘭定理的問題,我們再來看哈勃的理論。」

  「我想現在各位應該都同意,萬有引力定律的平方反比是不夠精確了吧。」

  「至少它不能解釋所有的天體問題。」

  「既然連萬有引力定律本身都有問題,那麼哈勃基於定律的推理自然也就是錯的。」

  「哈勃的理論更像是一種單純的數學模型,而不是物理模型。」

  「真實世界中,並不存在點狀的引力源或者點電荷。」

  「此外,還有最重要的一個問題。」

  李奇維笑著看向哈勃說道:

  「哈勃,你的理論有一個假設,那就是空間是各向同性且均勻的。」

  「換句話說,你認為空間之平直的。」

  「但是有沒有可能空間是彎曲的,是非均勻的,是各向異性的呢?」

  轟!

  這一刻,不僅僅是在場的學生,就連麥可遜等物理學家,也是滿臉震驚。

  開什麼玩笑!

  空間是彎曲的?

  甚至還是各向異性的?

  如果說量子論的非連續性,讓經典物理學家經過了好長時間才勉強能接受。

  那麼空間是彎曲的,則無論如何不會被人接受。

  空間就是空無一物的地方,它怎麼會彎曲呢。

  這種情形連想像都做不到啊。

  有誰能想像一個彎曲的空間是什麼樣的嗎?

  這時,哈勃站了起來,顯然他也被李奇維天馬行空的想像力震驚到了。

  他本以為自己提出的理論非常精彩,而且很大膽。

  但是和布魯斯教授一比,簡直完全沒有可比性。

  一個是小孩畫畫,一個是梵谷隨筆。

  這一刻,他才發現自己和當世頂級物理學家之間的差距。

  對方是對這個世界的一切都抱有懷疑。

  哪怕是時間和空間也不例外。

  「布魯斯教授,您的觀點實在讓我嘆為觀止。」

  「我承認您的前半部分,我的理論確實更像是數學遊戲,而不是物理本質。」

  「但是空間是彎曲的,甚至是各向異性的,這感覺有點天方夜譚啊。」

  哈勃剛說完,就連密立根也開口了:「布魯斯,你不會是廣義相對論有什麼突破了吧。」

  李奇維微微一笑,顯得非常高深莫測,說道:「只是最近有了一些小突破。」

  「你們知道我為什麼會提萬有引力定律這個問題嗎?」

  「因為狹義相對論的缺陷就是不兼容引力。」

  「這個世界上沒有絕對的慣性參考系。」

  「所以我一直在試圖把引力納入相對論之中。」

  「最近碰巧有了一些突破。」

  「我的廣義相對論不僅可以完美解釋水星進動的問題,也能解釋哈勃的理論。」

  「不過暫時它還有一點小問題需要解決。」

  「離正式發表還有一段時間。」

  轟!

  會場內仿佛發生爆炸一般。

  所有人都被震驚的一愣一愣。

  雖然之前李奇維在第一屆布魯斯會議上,就宣布了廣義相對論早晚會發表。

  但到底到了什麼程度誰都不知道。

  而且廣義相對論到底能解決什麼問題,大家也是一頭霧水。

  然而今天,李奇維終於透露一點底了。

  廣義相對論能解決萬有引力的缺陷,解釋水星近日點的進動問題。

  這可是困擾了無數物理學家幾十年的問題啊。

  普朗克、湯姆遜等大佬都研究過,毫無頭緒。

  難道布魯斯的廣義相對論就能解決嗎?

  「我的上帝啊,沒想到我還能親口聽到布魯斯教授談廣義相對論,我連狹義相對論都看不懂啊。」

  「相對時空也太難理解了,真不知道布魯斯教授的腦子是怎麼長的。」

  「真實期待廣義相對論面世的那一天啊。」

  李奇維看著眾人震驚的表情,心中很是滿足。

  這個時代,因為他的到來。

  廣義相對論將比原本時空中更加轟動。

  現在物理學的第一大事就是布魯斯發表廣義相對論。

  無數人都在等待。

  現代物理學的其他內容,大家還敢嘗試嘗試,也許能發現什麼了不得的成就。

  但是廣義相對論,所有人在接觸狹義相對論後就直接放棄了。

  那簡直不是人學的物理。

  連狹義相對論都已經如此晦澀難懂了,在場的人不敢想像,廣義相對論會難成什麼樣。

  不少人心中反問:我的物理可是門門A+,不會連論文都看不懂吧。

  真實歷史上,愛因斯坦在發表完廣義相對論後,物理學家就用這個理論完美解釋了水星近日點進動問題。

  按照廣義相對論理論,質量物體在引力場中速度發生變化,就會產生引力波。

  引力波和電磁輻射一樣,會帶走軌道能量。

  行星的軌道會隨著時間推移逐漸衰減,最後跌入中心的引力源。

  當然,當時的物理學家是通過時空彎曲來解釋的。

  引力波這個東西有點過於超前了。

  不過這一切,李奇維暫時還不能公開。

  只見他裝逼地說道:「經典物理學遠比你們想像的還要複雜。」

  「我們有太多的問題沒有解決。」

  「雖然我在第一屆布魯斯會議上,列舉了幾個經典遺留問題。」

  「但那不代表就是全部的問題了。」

  「也許過一段時間,又有哪個天才會發現一個新問題。」

  「物理學就是在不斷的懷疑中前進和發展的。」

  「永遠不要迷信權威,對那些習以為常的概念要多問自己,為什麼一定是這樣呢?」

  「當然,也不要迷信我,說不定哪天我也錯了。」

  「不過,我想那天應該不會來了。」

  眾人哈哈大笑,被李奇維的幽默和自信折服。

  所有人感受到了李奇維的個人魅力。

  博學、深邃、自信、循循善誘。

  此刻,在場的人因為李奇維一個人,對所有華人的觀點都改變了。

  這就是實力帶來的尊重。

  然而演講才剛剛開始,震驚遠不止於此。

  (本章完)