时间_空间及运动的测量原理与时间和空间的理论

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1、第21卷第3期宇航学报Vol121No132000年7月JOURNALOFASTRONAUTICSJuly2000时间、空间及运动的测量原理与时间和空间的理论林金(中国运载火箭技术研究院北京航天自动控制研究所·北京·100854)摘要本文从分析时间、空间及运动的测量机理出发建立时间和空间的理论。导出了建立在电磁信号单向传递的相对性原理基础上的时空对称的新加里略变换,并证明了麦克斯韦方程对新加里略变换的协变性。阐明了光速不变原理和洛伦兹变换的物理意义和实质。引进了两套自洽的速度定义,对应两套自洽的变换。讨论了超光速运动的测量机制,相对运动特征值出现负值是超光速运动的特征,导

2、出了对应超光速运动的新加里略变换和洛伦兹变换。主题词时间和空间新加里略变换时空对称超光速运动THEMEASUREMENTPRINCIPLEOFSPACETIMEANDMOTIONANDTHETHEORYOFSPACEANDTIMELinJin(ChinaAcademyofLaunchVehicleTechnology·Beijing·100854)AbstractThetheoryofspaceandtimeisestablishedonthebasisofanalysisofthemeasurementmechanismofspace,timeandmotion.New

3、Galileotransformationwithspaceandtimesymmetryisderivedonthebasisoftheprincipleofrelativityofone2wayelectromagneticsignalpropagationwithconsiderationoftheextratimedelaycausedbythelimitedspeedofsignalpropagation.CovarianceoftheMaxwell’sequa2tionisprovedwithrespecttothenewGalileotransformati

4、onwithspaceandtimesymmetry.AninterpretationisgiventothephysicalmeaningandessenceofEinstein’sprincipleoftheconstancyofthespeedoflightandLorentztransformation.Twosetsofself2consistentdefinitionsofvelocityareintroduced,whichcorrespondtwosetsofself2consistenttransformation.Themeasurementmecha

5、nismofmotionwithspeedexceedingthespeedoflightisdiscussed.Thenegativevalueofthecharacteristicvalueofrelativemotionisacharacteristicofmotionwithspeedexceedingthespeedoflight,whichcorrespondsnegativemassandnegativeenergy.NewGalileotransformationandLorentztransformationwithrespecttomotionwith

6、speedexceedingthespeedoflightarederived.Thetraditionalinterpretationsandconclusions,extrapolatedfromtheLorentzfactor2V1-2,shouldbere2examined.C收稿日期:1999年6月10日,修回日期:2000年4月7日14宇航学报第21卷KeywordsSpaceandtimesymmetryNewGalileotransformationMotionwithspeedExceedingthespeedoflight1引言时间和空间的理论是和时间

7、、空间及运动的测量原理紧密相联系的。利用电磁信号的传递来测量高速运动体的时间、位置及速度是现代测量技术的基本手段之一。GPS和GLONASS类型的导航卫星全球授时、定位、导航系统更是开创了利用单向电磁信号的传递实现高精度的时间、空间及运动测量的原理和实践。这种测量原理在理论上的新意在于:当被测量的运动体收到导航信号时,被测量体不但有接收到信号的被测运动体上的运动钟的准确时刻,而且还有发射信号的卫星钟发出信号的时刻和位置。当两个这样的单向信号传递过程组成一个双向信号传递测量过程时,则发信号探测的主体A不但掌握信号发出和返回的A钟