On local structures of gravity-free space and time
除了两个基本假设,(i)相对性原理和(ii)光速在所有惯性参考系中的单向速度不变,狭义相对论还使用了关于无重力空间的欧几里得结构和无重力时间在通常惯性坐标系中的均匀性的假设。引入所谓的素惯性坐标系,除了通常的惯性坐标系外,对于每个惯性参考系,我们假定无重力空间和时间在素惯性坐标系中的平坦结构,并由此假定它们在通常的惯性坐标系中的广义芬斯勒结构。我们进一步修改了狭义相对论的替代假设与两个公设(i)和(ii)相结合。修正的狭义相对论包含了两种光速,即在初始惯性坐标系中的无限光速c-素数和在通常惯性坐标系中的有限光速c。它涉及到任意两个素数惯性坐标系之间的c素型伽利略变换和任意两个常用惯性坐标系之间的定域洛伦兹变换。修正的狭义相对论的物理原理是:在素惯性坐标系中的c素型伽利略不变性加上从素惯性坐标系到通常惯性坐标系的变换。它与量子力学理论相结合,建立了一个收敛的、不变的量子场论。我们生产的麦克斯韦速度和速度率分布的自由粒子的修正。自由粒子的速度和速度率分布的探测可以作为研究无重力时空局域结构的实验手段。
1999-01-01 physics.gen-ph
Rationality Problems of the Principles of Equivalence and General Relativity
指出目前只证明了惯性静质量与引力静质量是等价的。我们还没有证明惯性运动质量和引力运动质量也是等价的。利用狭义相对论的动力学效应证明了惯性运动质量与引力运动质量的不等价性。此外,还可以证明广义相对论原理是站不住脚的。这其实只是人类的一种表面感觉。因此,爱因斯坦引力理论的基础存在着严重的缺陷。我们需要更新我们对时空和引力的基本概念。
2006-09-06 physics.gen-ph
The path to Special Relativity
根据Ignatowsky的早期观察,我们推导了惯性系之间的变换规则,除了后者的存在外,没有其他假设,并表明这些规则的特征是具有在所有惯性系中具有相同值的速度平方倒数的维数的自然常数。光波或其他物理信息载体的绝对速度的存在性的独立假设是不必要的。除了通常的洛伦兹和伽利略变换,我们的分析还允许存在的四维欧氏变换规则之间的惯性系统。
2022-02-25 physics.gen-ph
A possible mechanism for the origin of inertia in de Sitter-fantappié-arcidiacono projective relativity
Fantappié-Arcidiacono投影相对论,也被称为“德西特相对论”,提供了一个力学公式,根据这个公式,可以通过运动学方法来识别惯性参考系。本文提出了惯性参考系起源于所谓的宇宙“古老时代”的假设。一个简单的机制,提出了这个过程。这样一个过程可能会留下宇宙流体颗粒,这可能会在目前的宇宙中表现为星系中的暗物质集群。
2011-06-28 physics.gen-ph
Generalized Finsler geometry and its Cartan connection in modification of special relativity
广义芬斯勒几何以及芬斯勒几何都是黎曼几何的推广。广义Finsler几何可以被赋予Cartan联络。广义Finsler几何及其Cartan联系是我们修正狭义相对论所必需的数学工具。我们的修正是在通常的惯性坐标系中假定无引力时空的广义Finsler结构,并将这一假定与两个基本假设相结合,(1)相对性原理;(2)光速在所有惯性参照系中的恒定性。
2002-08-17 physics.gen-ph
Special relativity with a preferred frame and the relativity principle: cosmological implications
现代的观点认为宇宙微波背景辐射(CMB)存在一个优选的参照系,这显然与狭义相对论的原理相矛盾。本研究的目的是发展一个对应的狭义相对论,是符合存在的首选框架,但像标准相对论,是基于相对性原理和普适性的(\textit{two-way})光速。在开发的框架中,单向速度的各向异性的程度获得了由惯性系相对于优选系的运动引起的真正存在的各向异性的特征的意义。各向异性狭义相对论运动学是基于第一性原理发展起来的:(1)惯性系之间的时空变换使各向异性光传播方程保持不变;(2)一组变换具有群结构。李群理论装置被应用于定义惯性系之间的时空变换群。将变换的结果应用于计算CMB温度分布的问题,得到一个方程,其中的角度依赖性与根据标准相对论得到的一致,但平均温度由观测者速度中的二阶项校正。从概念上消除了通常用标准狭义相对论公式来定义相对于优选系的运动效应时的不一致性。
2016-10-11 physics.gen-ph
Relativity: A matter of causality
Universitat Autònoma de Barcelona(巴塞罗那自治大学);Institut de Física d’Altes Energies (IFAE)(高能物理研究所);The Barcelona Institute of Science and Technology(巴塞罗那科学技术研究院)
本文探讨因果性与事件观测唯一性,通过定义不同观察者的方式,推导出任意参考系间最大信息传递速度的存在,定义惯性系并确定因果群为洛伦兹群与时间膨胀的乘积。
2026-04-08 physics.gen-ph
Quantum effects from a purely geometrical relativity theory
一个纯粹的几何相对论的结果,从一个建设,产生从三维空间的一个幸福的统一卡鲁扎的五维理论和魏尔的共形理论。该理论可以为观察到的下列现象提供几何学解释,其中包括:(a)长度与其静止质量成反比的基本粒子的寿命;(b)在一个事件中相互作用的所有带电粒子之间的电荷量相等;(c)原子中的电子倾向于在离散间隔的轨道上出现;(d)这些轨道之间的“量子跳跃”。这暗示了这样一种可能性,即该理论可以为量子力学提供一个确定性的基础,就像气体的分子理论为热力学提供的基础一样。
2005-05-19 physics.gen-ph
Time Dilation and the Equivalence of Inertial Frames
众所周知,惯性系中的惯性在相对论中是由一个约定或定义来定义的。这一定义导致了惯性系中不同的动量和众所周知的动量的同时性的相对性原理。缺乏普遍的现在意味着过去、现在和未来作为四维流形或连续体上的事件集合而存在,其中三维是空间,一维是时间。然而,这样一个连续统排除了从现在进化未来的可能性,因为所有事件永远存在,可以说是在连续统上,时态过去、现在和未来仅仅是不同惯性系的感知。这样一个意义深远的本体论概念,仅仅是由一个公约创造的,还没有得到充分的接受。在本文中,我们提出的论点,赞成一个绝对的现在,这意味着同时发生的事件是同时在所有的惯性系,并订阅从现在演化的未来。
2022-04-26 physics.gen-ph
Extend Special Relativity to the Superluminal Case
首先,我们将狭义相对论推广到超光速情形,提出了超光速运动学理论,证明了在超光速惯性系中,时间坐标需要与空间坐标之一交换,从任何超光速惯性系到静止系的坐标变换(这里静止只是相对意义上的)和从某个正常惯性系到静止系的洛伦兹变换是一样的。因此,因果关系不能被违反。其次,我们研究了超光速动力学理论,发现任何以$v$(比真空中的光速更快)速度运动的物体的总能量等于以$c$速度运动的物体的总能量,只要两个速度的乘积满足$uv=c^{2}$。最后,我们猜想这种超光速理论可以对德布罗意提出的物质波的本质作出新的解释。
2009-07-22 physics.gen-ph
Absolute simultaneity and invariant lengths: Special Relativity without light signals or synchronised clocks
它表明,测量的空间分离的两个对象,在一些惯性系中,是不变的时空变换下。这个结果在伽利略和狭义相对论中都成立。一个推论是,在后一理论中没有“长度收缩”或相关的“同时性的相对性”效应。一个使用四个不同步时钟和一个测量杆的思想实验揭示了时间延缓效应的物理基础是相对速度变换定律,而不是“长度收缩”。时间延缓是区别狭义相对论和伽利略相对论的唯一时空现象,它对任何惯性系中静止的同步时钟都是普适的和平移不变的。
2008-11-06 physics.gen-ph
From Galilean Relativity to Quantum Gravity : Three Issues, c, h, G, concerning Time, Matter and Inertia
一个奇怪的看“标准”物理学(伽利略,牛顿,爱因斯坦,狄拉克)导致我们的惯性运动概念的根本变化,并导致新的启发性方法的引力和宇宙学常数。
2011-03-19 physics.gen-ph
Longitudinal light clock vs special relativity
为了尊重相对性原理,对纵向光钟行为的分析揭示了将多普勒效应也扩展到空间和时间的必要性。因此,作惯性运动的物体必然沿其运动方向膨胀。
2015-11-13 physics.gen-ph
Beyond the Fundamentals of Special Relativity: Full Lorentz gamma factor
狭义相对论利用洛伦兹伽马因子,从观测者的固有时间计算出所有惯性系的固有时间,并将其作为时间标准。因此,任何时间推断首先依赖于观察者自己的时间。因此,问题是:是什么确定了观察者的正确时间?这将是这里辩论的关键点。这意味着首先要分析为什么观察者可以被看作是一个静止的参照物,尽管他自己是惯性的。这是否只是一个近似值,如果是,它可以应用到什么程度?狭义相对论的框架被比作一个修正的形式,在这个形式中,把自己作为参考的事实不允许观察者忽视自己的动力学。因此,问题的关键在于,洛伦兹伽马因子的两种表达式中,哪一种是最准确的:它的标准表达式,还是考虑了观测者自身惯性的修正表达式,而前者忽略了这一点。当观测者的速度被忽略时,这两种表达式变得相同。因此,标准的相对论伽马表达式可以被看作是一种近似,适用于观测者运动为零或低的情况,例如地球上的情况。
2010-01-18 physics.gen-ph
On the linear transformation between inertial frames
在洛伦兹变换的推导中,惯性系间的线性变换是最重要的步骤之一。在狭义相对论的教学中,我们常常利用时空的均匀性和各向同性来论证变换必须是线性变换,而没有提供任何严格的细节。在这里,我们第一次提供了一个坚实的数学证明的论点,即两个惯性系之间的转换必须是线性的,因为均匀性和各向同性的时空。
2021-12-12 physics.gen-ph
Testing Lorentz symmetry of special relativity by means of the Virgo or Ligo set-up, through the differential measure of the two orthogonal beams time-of-flight
由于最近的三项技术成就,一项通过洛伦兹对称性检验狭义相对论的新实验已经成为可能:巨大的类迈克尔逊装置,臂长3公里(Virgo)和4公里(Ligo),通过多次反射,光束路径分别达到120公里和200公里,10-15秒的超短激光脉冲和10-12秒分辨率的超快探测器。这三个元素的结合将允许检查两个正交光束的飞行时间的相等性,其分辨率足够高,以允许以新颖的方式探测狭义相对论中假设的惯性系统的等效性。实际上,对于120或200 km的光束路径长度和相对于宇宙微波背景CMB的370 km/s的地球净漂移速度,经典分析预测两个正交光束之间的飞行时间差为10 ns,而相对论推断它们相等。所以,现在需要仔细研究的是惯性系的电磁等效性的穷尽性。零的飞行时间差将加强洛伦兹对称性,而非零的结果将为惯性系统的等效性带来一个阈值,同时将提供一种工具来定义它们的速度,该速度应该等于相对于CMB的速度。
2004-04-25 physics.gen-ph
Unifying relativity and classical dynamics
相对论和经典动力学,到目前为止定义,形成经典物理学的不同部分,并根据独立的原则制定。我们认为,经典动力学的形式体系可以被视为当前相对论的理论基础,并可能用于探索超越当前理论的可能性。我们表明,特殊的相对论运动学,包括无质量粒子相对于惯性系的速度的普遍性,是经典动力学的形式主义的后果,没有其他的假设比时空点变换和欧几里得几何空间惯性系。我们讨论的能量无关的速度是一个普遍的概念,在经典动力学,甚至适用于大质量的物体,在适当的正则坐标。洛仑兹对称性的推导本质上是局部的,允许无质量粒子的速度(相对于局部惯性系)随空间和时间全局变化,这可能为光速宇宙学提供理论基础。我们没有得到除了光速以外的运动学尺度,特别是没有得到在某些量子引力研究中所提出的能量或动量的尺度。我们认为这是时空点变换使动量空间线性化的结果,而可能的第二尺度必须要求非点变换作为必要条件,这似乎与弯曲动量空间中的相对定域性概念相容。
2018-08-09 physics.gen-ph
Does Special Relativity Have Limits of Applicability in the Domain of Very Large Energies?
我们已经表明,在该文件中,时间与分数维(多重分形时间理论)有小域的速度$v$附近的$v=c$ SR必须取代几乎惯性系的分形理论,不包含一个无限大,并允许以任意速度移动。
2000-05-25 physics.gen-ph
Illustrating the relativity of simultaneity
我们提出了一个相对论时空图,显示在真实的幅度的读数(白天)的两个惯性参考系时钟。一个参考系是一个时钟的静止系。该图表明,在一个参考系中同时发生的两个事件在另一个参考系中并不是强制同时发生的。这种方法具有二维特征。
2005-11-07 physics.gen-ph
Comment on ``Torque or no torque? Simple charged particle motion observed in different inertial frames,'' by J. D. Jackson [Am. J. Phys. 72 (12), 1484-1487 (2004)]
本文指出Jackson [J.D.杰克逊,Am. 72,1484(2004)]的方法是使用三维(3D)量E,B,F,L,N,. .当使用4D几何量时,就没有悖论,相对性原理自然得到满足。
2005-05-05 physics.gen-ph
Derivation of generalized Einstein's equations of gravitation in some non-inertial reference frames based on the theory of vacuum mechanics
本文基于真空力学理论,借鉴Fock调和参考系思路推导特殊非惯性系中的广义爱因斯坦方程,并说明其在弱场准惯性条件下退化为原方程。
2024-03-01 physics.gen-ph
Consequences for special relativity theory of restoring Einstein's neglected additive constants in the Lorentz Transformation
根据爱因斯坦的理论,为了正确描述不同空间位置的同步时钟,时空洛伦兹变换方程中的附加常数的计算揭示了传统狭义相对论的“同时性的相对性”和“长度收缩”效应的虚假和非物理性质。与时间膨胀不同,这些假定的效应没有实验证据。只有一个普遍的(位置无关的)时间膨胀效应不同的惯性系区分狭义相对论和伽利略相对论。
2012-10-08 physics.gen-ph
Geometrical Invariants of Matter Motion in Physics
本文定义了带有观测者的时空几何为真空几何(它定义了理想的物理测量几何),定义了带有物质的时空几何为时空几何。以附着有物质的初始时空几何为参考几何(称为初始共动坐标系),由初始时空几何中测量的四维位移场确定附着有物质的当前时空几何(称为当前共动坐标系)。物质运动由四维坐标系中基本矢量的运动变换表示。用位移表示的运动变换描述了物质运动的瞬态几何形式。在广义相对论和规范场中,字线距离的几何不变量被用来定义时空连续体的几何。然而,根据这项研究,这是正确的,只有当时间转移是在特殊的形式。对于更复杂的物质运动,规范场和广义相对论都将失效。本文指出,传统的物理守恒定律以及规范场和广义相对论引入的几何不变量都是有限几何场论的简单特例。
2005-11-09 physics.gen-ph
Conformal Gauge Relativity - On the Geometrical Unification of Gravitation and Gauge Fields
给出了一个依赖于几何变量(度规、仿射联络、规范群生成元)的拉格朗日量,它与广义相对论相容。它产生了电磁学和其他规范场以及引力的动力学,同时它为连续物质的应力-能量张量提供了几何基础。揭示了这种积分下的几何不变原理,并得到了相应的场方程。该理论是在四维实流形的切空间上发展的,生成元成为齐次洛伦兹群的生成元。
2010-08-13 gr-qc physics.gen-ph
Harmonically dancing space-time nodes: quantitatively deriving relativity, mass, and gravitation
研究了空间和时间的微观结构。建议惯性观测器$Σ$的空间和时间最方便地描述为晶体阵列$Λ$,节点代表测量“刻度标记”,并由独立的量化谐振子连接,这些谐振子振动得越厉害,$Σ$相对于被测对象的移动越快(由于不确定原理)。导出了狭义相对论的洛伦兹变换。此外,质量被理解为具有比周围晶格的振动温度高的振动温度的局部区域$ΔΛ$。相对论性质量增加的影响可以在不诉诸能量动量守恒的情况下计算出来。引力的起源被证明是简单的能量从$ΔΛ$的边界向外的晶格声子传导的运输,作为系统趋于平衡。应用于单质点很容易导致史瓦西度规,而一个新的解决方案是可用于两个点质量-一种情况下,广义相对论是太复杂的工作。重要的结果是,惯性观察者如果以太接近$c$的相对速度运动,就不再被洛伦兹变换联系起来,因为“运动的”观察者的晶格已经分解成液态。
2000-04-30 physics.gen-ph
General Theory of Relativity of Einstein as Unified Field Theory
本文根据重质量和惯性质量的一个基本经验恒等式,提出把爱因斯坦广义相对论的地位提升到统一场论的水平。要做到这一点,需要彻底修订GTR中能量-动量张量分量的物理解释。基于曲率张量不变量,提出了一个完整的数值模拟真实宇宙层次结构的方程组。
1999-09-21 physics.gen-ph
Proposals for Two Satellite-Borne Experiments to Test Relativity of Simultaneity in Special Relativity
提出了一种轨道运行的“光子钟”,以直接检验狭义相对论的同时性的相对性。这是通过在低地球轨道上的两颗卫星之间交换微波信号来实现的,这两颗卫星携带的时钟先前在地心惯性系统中已经同步。还提出了一个类似的实验,使用同步信号从两个GPS卫星上的接收机在一个单一的卫星在低地球轨道,也。
2011-06-03 physics.gen-ph
Is the Lorentz contraction inevitable in the special theory of relativity ?
我们重新审视从狭义相对论的洛伦兹变换方程推导“杆”的“洛伦兹收缩”。我们表明,在特殊的条件下,其中包括加速的“杆”,长度“膨胀”和“不变性”是可能的,因此这些都是纯粹的运动学现象。然后,我们仔细研究了爱因斯坦关于狭义相对论的两篇著名论文,并指出了他的论点中的一个缺陷。似乎有可能使两个甚至所有惯性系的钟的时间彼此一致。
2009-04-13 physics.gen-ph
On the Support that the Special and General Theories of Relativity Provide for Rock's Argument Concerning Induced Self-Motion
虽然爱因斯坦和其他物理学家认识到,对于狭义相对论来说,观察者在惯性参考系中静止是很重要的,但物理学家们并没有过多地讨论支持这种理论的心理结构。另一方面,心理学家洛克(Rock)写到了运动感知中涉及的因素,包括一个人自己的运动。因此,洛克开始讨论对相对论有重要意义的问题,显然他对自己的理论与相对论的关系没有任何重要的理解。在本文中,洛克的理论对自己的运动的知觉,以及支持它的经验工作,相对论之间的联系进行了探讨。
1999-08-18 physics.gen-ph
Special Relativity properties from Minkowski diagrams
本文具有教育学的动机。学生们在接受标准狭义相对论的新概念时有很大困难,这并不罕见,因为这些新概念似乎与常识相悖。经验表明,几何或图形的相对论的基本思想的阐述提高学生的理解代数表达式的理论。我们在这里提出的建议可以补充标准的教科书方法。
2007-03-03 physics.gen-ph
On spacetime coordinates in special relativity
从两个光钟出发,推导出光脉冲的时间膨胀表达式,然后加入第三个光钟,研究了光脉冲的发射、反射和返回等简单事件的相对论时空坐标关系。除了时间膨胀外,我们还得到了多普勒k因子、速度相加、长度收缩、洛伦兹变换和时空间隔不变性。我们还用闵可夫斯基时空图来说明如何在三种不同的惯性系中用时空坐标来解释一些事件。
2007-05-07 physics.gen-ph
On the relativistic origin of inertia and zero-point forces
目前解决惯性问题的方法试图通过用其他一些更基本的相互作用基本相互作用来表达牛顿第二运动定律中出现的惯性质量来解释物质的惯性性质。一种越来越流行的方法将惯性力和引力解释为由于量子真空零点现象而产生的阻力。然而,广义相对论认为引力和惯性力是时空几何的表现。在此基础上,本文的分析表明,惯性力和零点力的起源最终是相对论的。此外,有人认为,通过零点相互作用对物质产生的体力是除了惯性之外的阻力。
2001-09-15 physics.gen-ph
Relativity of superluminal observers in $1+3$ spacetime
我们在$1+3$维时空中发展了狭义相对论的扩展,以解释超光速惯性观测者,并表明这种扩展排除了机械点状粒子的传统动力学,并迫使人们使用场论框架。因此,我们表明,场论可以被看作是一个直接的结果,扩展的狭义相对论。
2023-01-04 physics.gen-ph quant-ph
Mass and Machian General Relativity
马赫原理通常被认为是指在局部测量的粒子的质量以某种方式由宇宙中的其他物质决定。这在4D中很难形式化,但如果非紧化卡鲁扎-克莱因理论的标量势被解释为惯性场,则在5D中是可行的。因此,我们回顾5D时空物质理论,但采取的局部粒子质量的整体标量场的积分定义。这种方法顺利地嵌入了广义相对论,并导致了几个可以测试的新效应。
2009-01-25 gr-qc physics.gen-ph
The Behaviour of Clocks and Rods in Special and General Relativity
在坚持狭义相对论和广义相对论的形式主义的同时,本文详细地考虑了钟速的解释和钟的额定。我们还特别注意惯性系之间的相互作用的关键要求。我们最关心的是区分日常意义上运行缓慢的时钟和以标准速率运行时记录特定事件对之间较小时间间隔的时钟。相对论形式主义的日常应用并没有受到影响,但其基础物理学却发生了变化。
2009-04-20 physics.class-ph physics.gen-ph
An analytical treatment of the Clock Paradox in the framework of the Special and General Theories of Relativity
在本文中,我们用分析的方法来处理所谓的时钟佯谬,即假定一个有限大小的恒定均匀力F沿假定为直线的运动方向连续地作用在运动的时钟上。不考虑惯性运动步骤。静止的钟记作(1),往复运动的钟记作(2),惯性系记作I,在惯性系中,(1)在原点静止,(2)在原点运动,最后,加速系记作A,在加速系中,(2)在原点静止,(1)在原点前后运动。我们处理以下问题:(1)作用在(2)上的有限力对两个钟重新结合时测量的适当时间间隔有什么影响?在考虑惯性运动和无限大的加速力时,两个时钟之间是否会出现不同的老化?用狭义相对论来描述(2)在坐标系I中的双曲运动。II)这种效应是否是绝对的,即加速度的观察者A与(2)同运动时是否如所期望的那样,在定性和定量上都得到与I中相同的结果?我们用广义相对论来回答这个问题。
2004-06-27 astro-ph gr-qc physics.class-ph