[论文解读] Re-Analysis of Michelson-Morley Experiments Reveals Agreement with COBE Cosmic Background Radiation Preferred Frame so Impacting on Interpretation of General Relativity

Reginald T. Cahill, Kirsty Kitto|arXiv (Cornell University)|May 24, 2002

Quantum Mechanics and Applications参考文献 14被引用 32

一句话总结

本文使用修正的模型重新分析了历史上的迈克耳孫-莫雷實驗，該模型考慮了介電介質（如氦或空氣）的折射率，揭示出非零結果，顯示存在絕對運動。研究發現地球相對於宇宙微波背景靜止參考系的速度為369±123 km/s，與COBE衛星數據（365±18 km/s）一致，挑戰了愛因斯坦關於絕對運動不可檢測的主張，並表明存在由量子泡沫動力學所引發的優先參考系，這支持了過程物理學中的理論。

ABSTRACT

We report a re-analysis of the old results from the Michelson-Morley interferometer experiments that were designed to detect absolute motion. We build upon a recent (1998) re-analysis of the original data by Munera, which revealed small but significant effects after allowing for several systematic errors in the original analyses. The further re-analysis here reveals that a genuine effect of absolute motion is expected, in what is essentially a quantum interference experiment, but only if the photons travel in the interferometer at speeds V < c. This is the case if the interferometer operates in a dielectric, such as air, or helium as was the case of the Illingworth (1927) Michelson-Morley experiment. The re-analysis here of the Illingworth experimental data correcting for the refractive index effect of the helium, reveals an absolute speed of the Earth of v=369+/-123 km/s, which is in agreement with the speed of v=365+/-18 km/s determined from the dipole fit, in 1991, to the NASA COBE satellite Cosmic Background Radiation (CBR) observations. These experimental results refute Einstein's assertion that absolute motion through space has no meaning, and require a re-assessment of the interpretation of General Relativity.

研究动机与目标

• 使用修正的物理模型重新評估歷史上的邁克耳孫-莫雷干涉儀實驗，考慮介電材料中的折射率效應。
• 測試原始實驗數據在結合現代對量子泡沫與折射率的理解後，是否能揭示出顯示絕對運動的非零結果。
• 建立從干涉儀數據中測得的絕對速度與COBE衛星宇宙微波背景偶極各向異性所推導出的速度之間的關聯。
• 透過展示實驗室中可檢測到的絕對運動，挑戰愛因斯坦的基礎假設——即絕對運動在物理上無意義。
• 為過程物理學提供實證支持：這是一種新的資訊理論框架，其中時空是從量子泡沫動力學中衍生而出，並因該模型而自然產生優先參考系。

提出的方法

• 重新分析伊リング沃思1927年邁克耳孫-莫雷實驗的數據，修正氦氣（n ≈ 1.0003）的折射率，而非假設為真空條件。
• 應用修改後的干涉儀模型，其中光子在介電介質中以V < c的速度傳播，導致因絕對運動而產生可檢測的干涉條紋各向異性。
• 利用COBE衛星1991年的偶極各向異性數據，確定宇宙靜止參考系的速度v = 365 ± 18 km/s，作為比較基準。
• 將經折射率修正後的邁克耳孫-莫雷實驗所推導出的絕對速度與COBE所確定的速度進行比較，以測試一致性。
• 應用過程物理學框架，該框架將空間建模為來自量子泡沫動力學的衍生結構，用以解釋觀測到的非零結果作為優先參考系存在的證據。
• 預測地球表面存在11.2 km/s的向內量子泡沫流，由重力耗散引起，並提出新的干涉儀實驗以測試此效應。

实验结果

研究问题

• RQ1 當考慮氦等介電材料中的折射率效應時，原始邁克耳孫-莫雷實驗數據是否能揭示出顯示絕對運動的非零結果？
• RQ2 經重新分析的邁克耳孫-莫雷實驗所推導出的地球絕對速度，是否與COBE衛星宇宙微波背景偶極各向異性所推導出的速度一致？
• RQ3 邁克耳孫-莫雷實驗數據中存在優先參考系，是否與愛因斯坦主張的實驗室中絕對運動不可檢測的論點相矛盾？
• RQ4 過程物理學中關於空間的量子泡沫模型，能否解釋觀測到的非零結果為光子在介電材料中以V < c速度傳播的結果？
• RQ5 在介電模式下進行的新干涉儀實驗，是否具有檢測由地球重力引起的預測11.2 km/s向內量子泡沫流的潛力？

主要发现

• 經修正氦氣折射率後重新分析伊 Lingworth 1927 年邁克耳孫-莫雷實驗，得出的絕對速度為 v = 369 ± 123 km/s。
• 此數值與COBE衛星根據宇宙微波背景偶極各向異性推導出的 v = 365 ± 18 km/s 一致。
• 結果顯示，當正確考慮折射率效應時，實驗室中可檢測到絕對運動，從而與傳統的零結果解釋相矛盾。
• 干涉儀推導出的速度與COBE推導出的速度之間的一致性，支持自然界中存在優先參考系，挑戰了愛因斯坦相對論中「絕對運動無物理意義」的假設。
• 研究結果與過程物理學框架一致，該框架認為時空是從量子泡沫動力學中衍生而出，優先參考系自然地由此模型產生。
• 本文預測地球表面存在可測量的11.2 km/s向內量子泡沫流，由重力耗散引起，為量子引力提供了一個可測試的信號。