时间_距离_速度_红移基本物理概念的演变简史.pdf

时间 距离 速度 红移时间 距离 速度 红移 基本物理概念的演变简史基本物理概念的演变简史 江 涛 gA t z江 涛 gA t z Dunsink observatory Dublin Institute for Advanced Studies Dublin 15 Ireland V 0 牛顿 x x y y z z t t 狭义同上 V 0 牛顿 x x v t y y z z t t 狭义 x x t y y z z t x t v c 1 2 1 2 不变量 狭义 s 2 t 2 x 2 y 2 z 2 牛顿 t 不变量 狭义 s 2 t 2 x 2 y 2 z 2 广义 d s 2 g d d 狭义 d s 2 d t 2 d x 2 d y 2 d z 2 d t 2 d r 2 r2 d 2 sin2 d 2 宇宙 d s 2 d t 2 R 2 t d r 2 r2 d 2 sin2 d 2 11111111 For N 牛顿 time and space are separate and t is the same for all observers in arbitrary relative motion For SR 狭义 each observer conceives time and space the same way as Newton did But what is the same for all inertial observers now is the quantity t 2 x 2 y 2 z 2 For GR 广义 finite time intervals and space intervals are not defined For K 宇宙 time and space are again separate time is now super newtonian t itself is now the same for all equivalent observers space is now expanding we now have D R t r a formula unique to K Time 2 ppt D R t rt t ds2 dt2 R2 t d 2 宇宙 ds2 g d d 广义 s2 t 2 2 狭义 x x v t t t 牛顿 距离时间间隔 Jet 源 有限距离处无定义 z v cos 无限制 红移速度 c 1 1 2 1 cos1 1 v v z 1 tR rph 1 1 em s tr z rRrR 0 em t t s R t dt r t R 1 t rH t r r t H s s 1rRvp 2 p v 1 cosv1 z1D z 1z 1z1Dsjet D ds2 dt2 R2 t dr2 d 2 d 2 distance scale facotr x coord dist D R t x r General Relativity Cosmological Principle jet r const Vjet Vs Vp rhorizon 0 0 t tR dt horizon 1 z 1 R tem cosmol redshift rPLC t 0 t t tRdt past light cone source r const Vs t rs rH t rH t 1 R t V R r R r Vs Vp inbound photon 1 tRdt dr outbound photon 1 tRdt dr Time 3 can we ppt T Kiang Chinese Astronomy and Astrophysics 1997 21 1 18 江涛 天体物理学报 1997 17 225 238 在我们现在看到的源 类星体 中 有没有这样的 源 它们在发射此刻到达我们的光的时候 它们相 对 那时候的 我们的退行速度 vs tem 是大于 光速的 既然 vs tem rs rH tem 而分子分母都依赖于尺度因子 R t 所以答案依赖于所采取的宇宙学模型 对于标准大爆炸模型 R t t t0 2 3 答案是 有 对于弯曲空间大爆炸模型 答案也是 有 对于稳态模型 R t exp Ht 答案则是 没有 考虑了 0 的模型 发现 不管 是否等于0 如果宇宙的膨胀以一个奇点方式开始 答案则是 有 如 果是从零或某个非零值 从无穷远的过去 无限缓慢地开 始 答案则是 没有 T Kiang Chinese Astronomy and Astrophysics 2003 27 247 251 Time 4 redshift ppt T Kiang Chinese and Astrophysics 2001 25 141 146 A unified definition of redshift 经典多普勒红移 zclassical vcos 相对论多普勒红移