毒蝎行动 第七章 第七章:第一节

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而空间各点上的时间标准是不一样的,并且在引力场强的地方上,时间流逝得很慢。

可以举例这样来说:一名宇航员他要到遥远星球去考察,在飞行的过程中,经历了加速(出发),匀速(途中)、减速(到达目的地)的过程,而在返回之时,同样又经历两次的加速。(注:减速也是一种加速,是反向的加速)

按相对论,加速系统等效一个引力场,加入的速度越大相当于引力场越强。由此可以得出,在这几次加速的过程中,宇航员不觉得自己的时间过得特别慢,而看到地球上的时间过得非常快,只是地球上的人不觉得自己的时间过得特别慢。当宇航员回来的时候,他本人可能只过了几年,而地球上却经历了几十年。

由这一理论推导出的一种预言现象,单从物质理论的形式上出发,赋予了人们去作更多更有趣的猜想。原因是根据这一理论,人类可以回到从前,也可以一跃进入到未来。在各种科幻小说里,其内容里所说到的时间进程,源出自于该种理论。

物理规律一般是用数学方程式来表示的。所谓同一物理规律对参考系是有效的,这就要使用描述物理规律的数学方程了。不论在什么样的参考系中,都有相同的形式存在,主要的就是要解决一个坐标变换问题。在力学中,采用的是伽利略变换。而在狭义相对论中,采用的是洛伦兹变换。只有在广义相对论中,有关变换的问题表现的相当复杂。

在这个方面上,主管对此的了解是还不够清楚的。

从广义相对论上得到的结果,以及从日常生活中的经验来看是奇特的,还有不少的人并不赞同,只是它解释了一些牛顿无法解释的现象,还预言了一些现象,而做出的预言经过许多的试验被证实。其中有三个最有力的佐证是:

其一是:水星近日点的运动。在牛顿的理论里,行星以一个椭圆的轨道绕太阳运动,如果没有充分的力作用,椭圆轨道就很稳定,由于其他行星的引力影响,椭圆行轨道的近日点就要向前移动,这叫进动。而从观察中发现水星近日点每一百年进动5600.7角秒,按牛顿的理论,每一百年进动只有5557.6角秒,两者百年相差43角秒。可是广义相对论的计算结果与观察是一致。

其二是:光线在引力场中弯曲。广义相对论预言光线在引力场中要弯曲。天文学家在观测日全食的时候验证了这种预言,办法是:每半年前对某一区域里的恒星照相,在半年之后,当太阳运动到这个区域里的时候再拍一张照,有的恒星射来的光线因离太阳很近变的弯曲,相对其他的恒星来说,原本位置没有变化。

最后是:引力红移。广义相对论预言,引力场中的时钟走得慢,同一种原子振动,在强引力场中的振荡周期就要比地球上要长一些。从大质量的恒星发出的光谱线频率,就要比地球上的频率低,这就是引力红移现象。这同预言值比较起来十分符合。

就在他思考的这时候里,传来了操作员的大声说话声:

“资料现在己经解码完毕了,正准备全部传送过来。”

很快屏幕上出现的信息接收状态状的信波显示束图像,也在不一会的时间里,果然在它的上面出现了图文并茂的资料来。

国家宇宙空间航天局的局长,在今天的整个意识与形态上的表现,全然是与往日里有着很大的不同。也尽管这种状态有例可寻;式如:每次宇航器升空之后,他都会游走于各个控制部门,或者是坐在办公室里,双眼只盯着各项控制部门汇总而来的总控制参数的细微变化。而现在他坐在办公室的工作台前,揪心揪肺,难以用语言表达出来的心情异常难过。

因为事实是很明确的,没有谁会愿意去构思一篇悼词!谁都希望在自己的任期之中,面临的情况都会属于可控的技术之内。但是;宇航的事业总是伴随着相对的危险负数。他时不时地透过办公室一侧的一面大窗,从那里可以看到主控制室里的工作人员,能看到他们在成排的控制柜台前的工作情况。同时,在他的工作桌台上,以及室内的一面墙上,安有一面显示屏幕,里面出现的内容是来自各控制部门的资料。

同样,来自于各控制室与航天器上的宇航员的对话,也在室内的扬声器里播放了出来。

“我是宇航局总控控制室,你们听到了吗?”

有一点稍微的间隔,这是传输的原因。“我听到了,很清楚!”

现在已经没有了图像资料,在一小时之前就中断了这方面的内容,这是为了给救生舱尽可能地节约电力。

“现在我的方位,正进入了日照区。”

“现在国家主席通过专用线路,将同你们交谈。”

在国家主席与宇航进行通话的时候,他构思的悼词也在同步进行之中。宇航器的救生舱只能够维持五天,虽然在技术上可能还要超过这个时间,然而已经流失了二天,这样由正常维生系统的供给,也只有三天的时间。现在它高速地环绕着地球运行,在三天之后,它将脱离地球引力,漂向茫茫的太空。

“人类在探知未知的领域中,因你们的献身壮举,才使得人类取得了长足进步……。宇航局局长突然无法构思下去,决定将这个事项交付于秘书去做。因为还有三天的时间,国家安全局的太空控制署的方案是有可能性的,在没有耗尽所有能力之前,不能去准备该方面的事情,虽然该事项是必然要来临的。一旦救生舱脱离地球引力后,不!那也是在三天之后,才应该去干的事情。

他沉重地站了起来,离开办公桌,推开办公室的门,朝主控室里走去。

他大步地来到了一排排控制卫星轨道的控制柜台的台前,现在这里已经成了整个控制室里的重点之地。每个排的操作柜台前面,都站立着好几位专家。根据一种现行的计划,自然是参照国家安全太空总署制定的一个营救方案,在外太空有一颗本来用于军事用途的卫星,经过变轨,变移到了求生舱目前所处的轨道上来,它将根据发去的启动提速程序,加快速度去追赶,在轨道上绕行的救生舱。

人类能够在外太空自由地调整,各种飞行器的轨道以及高度与速度。这全是因为对光速不变性,与其的相对性的原理及认识有关。

假如有两个被确定下来的假设是:假设之一是:在所有相互作匀速直线运动的坐标系之中,所有发生的物理现象都会遵从同一个同样的定律;假设之二是:在所有相互件匀速直线运动的坐标系之中,光在真空中的速度是不变的。其一就是通常所说的相对性原理。其二为光速不变原理。

但是该理论是在前人的基础上进行了发展,或者可以说是经过修正后得出来的。

因为用经典的物理学观点来看,该两项原理是相互矛盾的。

例如:有一个物体在真空中匀速地前进,该物体的两头如果分别向前进方向和相反方向发出两束光。处于地面的人,观测到了两束光的速度是多少呢?显然根据原理和观测到的光束,应该符合经典力学中的速度和定理,向前进方向的光速,应为光速与物体速度之和。相反方向的光,应是物体速度与光速的差。只是结果与光速不变的原理又相矛盾起来。

相对论的产生正好解决了这个矛盾。在惯性的坐标系中,适用的相对论称之为狭义相对论。能用于一切坐标系的理论,称为广义相对论。

从这两个理论出发。在狭义相对论中认为:不存在一个“绝对的时间”的概念,同时是性相对性。不存在一个“绝对长度”的概念,长度性的相对性。坐标系之间的变换应服从洛伦兹变换,而不满足伽利略的变换。

这时候由另一面走来了一个人,该人是技术监测员。当他见到宇航局长,来到了他管辖的控制柜台边,由于手头上的紧张工作内容,很合理地省去了往日里必须有的礼仪形式,仅仅只是用点头来表示,随后他递给局长一份资料并说道:

“目前的所有运行的数据都很正常。”

边说边扫视各个显示器里出现的数据。局长看了一眼接过的资料,问道:

“计算出接触的时间与轨道的确切数据出来了吗?”

“已经计算出来了。从时间上来讲,只有两圈的环绕时间。至于相接触的轨道,这只能靠运气了。现在己计算出救生舱已经偏离了零点五度,这种偏离在卫星接近的时候还会进一步加大。只能在它偏移度还处在零点7度的范围内,不然,卫星将脱离地球引力场的边缘,很有可能它会失控,从而漂向茫茫的宇宙。”

这种情况也有可能会出现,只要这样的情况一旦出现了,就可以肯定地得出这样一个结果来,拯救计划将必然落得以失败而收场,并且还会白白地搭上一颗用途多样性的卫星。

“同时参数值的计算也获得结果了吗?”

“已经得到了结果!”

技术监测员好像发现了一些数据出现了异常,他立即移身到面前一位操作员的身后。与该名操作员对出现的数据去进行分析。

局长刚才所问的“同时参数”与经典的物理学中通常所说的“同时”的意义是相同的。在经典物理学里把时间T认为是独立于坐标系里的一个共同的量,也就是说,将所有不同惯性系所使用的时间概念,确定到使用于同一个时钟上。

而在相对论之中,它只有相对的意义。也就是说,即使每一个参考物的坐标系值,都有它本身的特殊时钟值,每一个系的坐标值都有不同。如果在一个坐标系里发生了两件事情,而在另一个坐标系里看来很可能不是同时发生的。

这种同时性的相对性可以由一个事例获得解释。

有一个物体在真空中作匀速,有方向性的直线运行。物体的两头特意地标明出可以认别的两个点,也假设在它运行一定距离的时空段上也相应地标出两个点来。观测者处于这两点的中间。当运动中的物体的两点,与地面上刻意标明的两点重合的瞬间,发出光来。地面观测者与物体上的观测者得到的结果不一样。可是他们的观测又是真实的,而谁对谁错呢?

两者的结论应该都是对的,只是他们处于不同参考系才得出不同时的结论。因此在一个惯性系同时发生的事情,在另一惯性系被看成了不是同时。

广义相对论是一种引力理论。在天体的形成和演化过程中,引力起着主导的作用。在广袤的宇宙中,在天体之间,引力相互作用占据了主宰地位。广义相对论所预言的一些效应,在天文方面都得到验证。我们所说一个物体的速度有多大,是指它相对某个参照而言。而这个参考假设为静止的。例如一辆汽车的速度是每小时50公里,那是指它相对地面的速度。而这个时候地球除了一刻不停地自转外,还要绕着太阳公转,并随着太阳一起在银河系中运动。在牛顿的力学中,并不介意参考系是静止还是在运动,只关心参考系是不是惯性系。所谓的惯性系,就是那些不受外力作用,或者说所有外力相互平衡的系统,这个系统在作匀速直线运动或静止不动,惯性系在牛顿的力学中有着特殊的地位。

这种理论在描述力学现象的物理规律,在惯性系中都是适用的。

如果我们在静止不动的船舱中向上抛出一个物体,它竖直上升到最高点又后落回到手中。如果我们在一条匀速航行的船舱中,向上抛出物体仍将回到手中,并不会落到船的后面去。如果该舱是密封的,我们看不见岸边的物体,那么我们就无法根据上抛运动来确定船是否在运动。这样也就无法根据其他的力学现象来确定这一点。因而,既然运动是相对的要确定惯性系究竟在运动还是静止不动,没有任何的意义。

而对于作加速运动的非惯性系来讲,情况就不一样。

而另一排控制排柜前的技术监测员们,他们见局长走来,这次他们用上了全面的礼节形势去致礼。同时把负责主管的情况向他作出了一个口头汇报。

“国家安全宇航控制局,已经将他们控制的技术参数直接传送了过来,现在己经由宇航局直接接管控制,那颗作用于牵引的卫星,早已调轨到救生舱现在所处的轨道上。现在观测到的数据很符合计划中的设定数据,再过半个小时,将是最为关键的时刻。”

局长对此只是点了点头,他没有说话。

在控制室的主显示屏幕上,计划中的各项参数呈一种平面运动图形显示了出来。自动跟踪仪也相应地启动。扬声器发出安排步骤的指令声。

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