新非相对论解释：Sagnac效应实验的验证与挑战

本文主要探讨的是Sagnac效应，这是一种在物理学中引起广泛关注的现象，最初由法国物理学家M. Sagnac在1913年的实验中观察到。这个实验涉及光在旋转的参考框架中的传播，当时萨格纳克认为这一结果似乎违反了爱因斯坦的相对论，从而挑战了以太假说。然而，以太概念在科学界已经不再被普遍接受，因此后来的研究者们试图从相对论的角度来解释Sagnac效应。 传统的相对论性解释依赖于洛伦兹变换和光速不变原理，尽管它们能够解释实验数据，但这些解释并非唯一，且对不同惯性参照系的依赖性引发了一些争议。为了进一步理解和简化这个现象，新牛顿力学提供了一种不同的视角，它引入了光路（light path）的概念，提出了一种与经典力学相一致的公式，即光路P与旋转速度矢量Ω之间的关系：\( P \cdot \frac{\Delta L}{c} = -\Omega \times L \)，其中\( P \)代表光路，\( \Delta L \)是光程差，\( c \)是光速，而\( \Omega \)是旋转速率矢量。 重新设计的Sagnac实验建议采用一个正方形光路，目的是为了检验新牛顿力学的解释是否能产生更精确的预测。如果实验结果显示光路延迟的数值低于相对论预测的30%或更多，那么这将对相对论的解释提出质疑，因为它表明存在一种更简单的非相对论性解释机制。 值得注意的是，Sagnac效应不仅仅局限于理论探讨，它在现代技术中有实际应用，例如在精密测量、激光干涉引力波探测以及陀螺仪等领域，因为其揭示了惯性参照系之间的相对运动对光传播的影响。这项研究不仅有助于巩固物理理论的基础，也为技术发展提供了新的可能性。 总结来说，这篇论文旨在通过对比不同理论框架下的Sagnac效应解释，探索相对论与新牛顿力学在这一现象上的差异，并通过实验证据来检验非相对论性解释的有效性。这不仅推动了物理学基础理论的发展，也为相关领域的技术实践提供了理论支持。