宋朝记载的超新星爆发和光速不变
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宋朝记载的超新星爆发和光速不变
转⾃《从⽜顿定律到爱因斯坦相对论》
九百多年前,有⼀次⾮常著名的超新星爆发事件,当时北宋王朝的天⽂学家做了详细的记载。
据史书称:爆发出现在宋仁宗⾄和元年五⽉(1054年)。
在开始的⼆⼗三天中这颗超新星⾮常之亮,⽩天也能在天空上看得到它,随后逐渐变暗,直到嘉佑元年(1056年)三⽉,才不能为⾁眼看见,前后历时⼆⼗⼆个⽉。
这次爆发的残骸就形成了著名的⾦⽜座中的星云,叫做蟹状星云。
这条古⽼的记录同光速颇有关系。
当⼀颗恒星发⽣超新星爆发时,它的外围物质向四⾯⼋⽅飞散。
也就是说,有些爆发物向着我们运动(图中A处),有些运动⽅向则在垂直⽅向(图中B处)。
假设爆发物速率为u,爆发物发出的光的速率为c。
根据直觉,在我们看来,A点向我们发出的光的速度是c+u,⽽B点向我们发来的光的速度则⼤约仍是c。
此也即伽利略速度合成公式。
这样,由A点发的光到达地球的时间是t=
L
c+u,⽽由B点发的光到达地球的时间是t′=
L
c。
蟹状星云与地球的距离L⼤约是5千光年,爆发速
度是每秒1500公⾥左右。
⽤这些数据来计算,很容易得到t′−t≈25年。
也就是说,我们⾄少在25年⾥都可以看到开始爆发时所产⽣的强光。
然⽽,这是错误的,不符合事实的。
历史的记录是:岁余稍没,即⼀年多就看不见了。
这就证明上⾯的推算有问题。
结论似乎应该是:从A点或B点向我们发射的光,速度是⼀样的。
即光速与发光物体本⾝的速度⽆关,⽆论光源速度多么⼤,向我们发来的光的速度都是⼀样的。
光速并不遵从经典的伽利略速度合成律。
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