中微子传奇，上篇：（C12）引力的传播速度究竟是有限还是无穷？
1998年，美国天文学家弗兰敦（Tom V. Flandern）发表文章（【Flandern1998】），声称现有的天文观测数据表明，即使引力的传播速度不是无穷，那么它也肯定是远远超越光速的，这就同广义相对论所要求的引力只能以光速传播直接矛盾。弗兰敦所列举的天文证据包括：一、如果引力的传播真的像光的传播那样是以有限速度c进行的，那么正像以有限速度传播的太阳光线在地球上的观察者看来总是存在着大约20.5弧秒的光行差现象（注：这个道理就好比雨水本来沿着竖直方向倾泻而下，但在奔跑着的路人眼里它们却更像倾斜向下扑面而来）一样，以此类推，以有限速度c传播的太阳引力在由地球上的观察者看来也应该存在类似于光行差那样同等大小的“引力行差”现象，但事实上这样的引力行差现象并不存在，或者小到可以忽略，这就意味着引力的传播速度要么是无穷，要么远远大于光速（注：如果存在太阳引力行差，那么其大小应为v/c，其中v是地球的公转速度，c是假定的引力传播速度，亦即光速常数）；二、如果引力的传播速度真的是有限的话，那么此时太阳对地球的引力与地球对太阳的引力一般来说便不再大小相等且方向相反，于是对于太阳-地球这个引力系统来说，作用力与反作用力的合成便在地球公转运动的方向上产生了一个非零的力矩，从而将导致地球围绕太阳公转运动的角动量、轨道半径以及周期不断增大；但事实上，地球公转周期的这种变化要么不存在，要么不明显，由此可知引力的传播速度至少为109倍光速（注：这个结果的理论依据为公式dP/dt=6π(v/c)(c/vg)，或化简为dP/dt=6π(v/vg)，其中P为地球公转运动的周期，v为其公转速度，vg为假想的引力传播速度）；而若把类似的推理应用于对双子脉冲星（binary pulsar）PSR1534+12的周期及其变化的观测数据上，则可知引力的传播速度至少为光速的2*1010倍；三、由于在日食（注：这里考虑的是日全食的情况）过程中太阳对月球引力最大的那一刻（注：根据牛顿万有引力定律，此即太阳-月球-地球刚好连成一线那一刻）与日全食正好发生的那一刻并不重合，而是有大约40秒的时间间隔（注：这个时间间隔的实际观测数值为40±2秒；请读者不要忽略了误差限±2秒的意义，更多细节见下），这表明引力的传播速度至少是光传播速度的20倍（注：如前所述，太阳光的光行差大约为20.5弧秒，这刚好等于月球围绕地球转动时大约40秒内所走过的圆心角，所以如果太阳对月球的引力最大那一刻比日全食发生那一刻刚好提前40秒的话，那么这意味着引力的传播理论上是不需要时间的，即引力传播的速度应该是光速的无穷多倍，但±2秒的时间误差却把这个估计实际上降低到了40/2=20倍的光速。）。弗兰敦同时还列举实验室证据，表示有理由相信引力的传播与静电场一样远超光速（注：根据acarefreeman的分析，静电场、静磁场以及交流电流的相速理论上都是无穷，但作为电场与磁场某种扰动的电磁波其传播速度却只是光速常数c），他还质疑广义相对论中的弱等效原理（注：这里是指广义相对论中所谓的“引力的实质不是力，而是一种时空弯曲效应”这一理解）的正确性。
弗兰敦的观点不久便受到马什（Gerald Marsh）、卡利普（Steve Carlip）等人的批评与反驳（【Marsh1999】，【Carlip2000】），由此引发了有关广义相对论的又一场争论；批评者的核心论点为：引力在传播过程中之所以不存在类似光行差那样的引力行差现象，并非一定是因为引力的传播速度为无穷或远远高于光速的缘故，而完全可以是因为广义相对论中引力对速度的依赖关系导致了潜在的引力行差被抵消了（注：请读者注意，弗兰敦的批评者并未直接否定引力速度为无穷或远大于光速的可能）。对此，弗兰敦回应道（【Flandern1999】，【Flandern2002】）：首先，广义相对论中引力对速度的依赖关系均是二阶即v2/c2或者更高阶次，它们又如何能够抵消掉作为一阶效应即v/c的潜在引力行差现象？（注：当|v|远远小于c时，v2/c2的大小同|v/c|的大小相比可以忽略，所以弗兰敦断言批评者的意见没有道理）。其次，广义相对论中引力对速度存在以上所说依赖关系的前提是引力的传播速度满足所谓的洛伦兹不变性，而这种不变性恰恰又是以引力以光速传播为前提的，所以有关批评实际上是循环论证。最后，批评者虽然可以通过有关速度依赖项的抵消而允许广义相对论中的引力以光速传播，但这些仅仅只是数学技巧而并不对应任何物理现实；同样地，批评者用以类比引力时所引入的有关电磁场的性质也根本不具备实验或事实基础（注：弗兰敦有关电磁现象的观点与电磁理论与实验的先驱们如法拉第、韦伯以及麦克斯韦等人的观点可以互相印证）。
需要指出的，acarefreeman自己对有关问题的思考与研究独立地证实了或支持弗兰敦的几乎所有核心论点。
待续。
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