深空自主导航相对论效应新探

摘要

相对论以光速不变为假设,揭示了时间、空间和运动之间的相对性,对物理学的发展产生了深远的影响.深空探测器在太阳系空间尺度内飞行,其相对中心天体的运动速度远超其他人造飞行器,作为物质低速运动状态下经验总结的经典物理已无法完全满足要求.本文从时间的本质出发,对深空导航的相对论效应进行了重新审视与研究.首先提出了时间本质上属于意识范畴而非客观物质存在的基本观点,指出作为意识的时间没有客观上的物质主体,必须依赖于主观比较而存在的事实.同时指出速度作为相对运动的基本属性,是客观存在的.并将时间作为空间与速度的导出量,重新审视了空间、时间与物质运动之间的联系.对光速不变原理及迈克尔逊一莫雷实验存在的问题进行了分析和质疑,从数学意义上的时间不变性着手,推导了由相对运动引起的时空变换关系,对洛伦兹变换公式做出了修正.在此基础上,对深空导航中的几个典型相对论效应,如钟缓、尺缩、动质量增加等效应的影响进行了分析和比较,并尝试采用新的时空观点,对上述效应的物理意义及产生原因进行阐释.