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按照廣義相對論愛因斯坦預(yù)言三個什么

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按照廣義相對論愛因斯坦預(yù)言三個什么【按照廣義相對論愛因斯坦預(yù)言三個什么】

按照廣義相對論愛因斯坦預(yù)言三個什么


按照廣義相對論愛因斯坦預(yù)言三個重要效應(yīng)，分別是光線在引力場中的偏轉(zhuǎn)、水星軌道近日點(diǎn)的進(jìn)動、光譜線的紅向移動 。在廣義相對論的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上，有著名的三大驗(yàn)證 。在水星近日點(diǎn)的進(jìn)動中，每百年43秒的剩余進(jìn)動長期無法得到解釋，被廣義相對論完滿地解釋清楚了 。光線在引力場中的彎曲，廣義相對論計算的結(jié)果比牛頓理論正好大了1倍 ， 愛丁頓和戴森的觀測隊(duì)利用1919年5月29日的日全食進(jìn)行觀測的結(jié)果 ， 證實(shí)了廣義相對論是正確的 。再就是引力紅移，按照廣義相對論，在引力場中的時鐘要變慢，因此從恒星表面射到地球上來的光線，其光譜線會發(fā)生紅移，這也在很高精度上得到了證實(shí) 。從此 ， 廣義相對論理論的正確性得到了廣泛地承認(rèn) 。
狹義相對論有哪些重要結(jié)論簡述你對廣義相對論的理解麥克斯韋方程預(yù)言，在電磁場中可能存在波狀的微擾，這些微擾以固定的速度行進(jìn)，當(dāng)他計算這一速度時，發(fā)現(xiàn)它和光速恰好一致！這很難和牛頓理論中不存在絕對靜止標(biāo)準(zhǔn)的觀點(diǎn)相和諧 。
因?yàn)槿绻淮嬖谶@樣的標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)于物體的速度就不可能存在普適的意見 。同一個物體可以有任何速度，這依賴于測量該速度的參考系 。根據(jù)牛頓理論，以上論述對于光也應(yīng)該是成立的 。那么，對麥克斯韋理論中的光波以某一固定速度行進(jìn)，這意味著什么？” 以太被創(chuàng)造出來，以作為測量光速的參考系，但很快就被實(shí)驗(yàn)觀測推翻了 ， 在1887年到1905年間，科學(xué)家們做過幾次嘗試，想要挽救以太理論，這個時候，一位瑞士專利局默默無聞的職員阿爾伯特-愛因斯坦在一篇著名的論文中指出，只要人們愿意拋棄絕對時間的觀念，以太的觀念就純屬多余 。由于速度是距離除以時間，如果他們在光行進(jìn)的距離上意見不一致，那么讓他們在光速上意見一致的唯一辦法是，他們關(guān)于該行程所花費(fèi)的時間上的意見也不一致 。也就是說，靜止的觀測者和運(yùn)動的觀測者，他們看到物體運(yùn)動的距離是不同的，那么要想讓他們觀測到相同的光速 ， 只有一個方法，就是讓運(yùn)動的觀測者和靜止的觀測者的時間也不同，狹義相對論告訴我們，當(dāng)你以光速運(yùn)動的時候 ， 時間是停止的，也就是說 ， 你運(yùn)動的速度越大，時間就越慢，而光速是不可超越的，因?yàn)镋=MC^2 ， 這個方程告訴我們，如果物體能量增加，它的質(zhì)量也會增加 。這就意味著，當(dāng)一個物體接近光速時，其質(zhì)量會上升的越來越快，根據(jù)相對性理論，質(zhì)量和能量等效 ， 物體想要達(dá)到光速，必須用無限大的能量才能達(dá)到目的，這就是任何物體都以慢于光速運(yùn)動的原因，有質(zhì)量的物體都要受到相對論的這種限制，無法達(dá)到光速 。而那些沒有內(nèi)稟質(zhì)量的波是可以以光速運(yùn)動的 。因此，即使觀測者的運(yùn)動狀態(tài)不同，他們依舊能觀測到同樣的光速，那是因?yàn)?，他們的時間也不同，這就是狹義相對論的基本構(gòu)想闡述 。而之所以說它是狹義的 ， 是因?yàn)樗c當(dāng)時的牛頓力學(xué)不協(xié)調(diào)，設(shè)想一下如果太陽突然消失 ， 地球會怎樣？按照狹義相對論的說法，地球會在8分鐘左右才會變成黑暗，察覺到太陽的不負(fù)存在，因?yàn)楣獾乃俣裙潭ǎ膫鞑バ枰獣r間；而按照牛頓力學(xué)來說 ， 地球會立刻察覺到太陽的消失，而因?yàn)闆]有了太陽的引力飛離軌道，那么這種引力效應(yīng)就以無限大的速度傳遞了 ， 這違背了狹義相對論里提出的光速不可超越的理念，因此當(dāng)時的相對論，只能稱作狹義相對論 。十年后，廣義相對論提出一種新的引力論，解決了這個問題，實(shí)際上，牛頓的引力論是有局限的，所以 ， 當(dāng)這個引力效應(yīng)問題解決后，相對論在無阻攔，自然就是廣義相對論了，廣義相對論其實(shí)是狹義相對論的一個補(bǔ)充，提出一種新的引力論而已 。而這種新的引力論之所與之前的相對論統(tǒng)稱為廣義相對論，我想是因?yàn)檫@種引力論太顛覆人的世界觀了 。這種引力論告訴我們，引力和其他力不同，它不是力，只不過是時空并非平坦這一事實(shí)的結(jié)果，而早先人們認(rèn)為時空是平坦的 。在廣義相對論中 ， 在時空中的質(zhì)量和能量的分布使時空彎曲或翹曲 。諸如地球這樣的物體并非受到稱作引力的力作用而沿著彎曲軌道運(yùn)動；相反，它們之所以沿著彎曲的軌道運(yùn)動，是因?yàn)樵趶澢目臻g中 。” 在廣義相對論中，物體在四維時空中總是沿著測地線運(yùn)動，測地線也就是在四維時空中 ， 兩點(diǎn)間最短路徑 。光線也必須遵循測地線 。這些測地線，對應(yīng)于三維空間中的直線 。幾何平面是二維平坦空間的一個例子 ， 在它上面的測地線是直線，那么地球這樣的球體表面，其實(shí)可以看做是一個二維的彎曲空間 ， 你可以想象把一張紙卷起來的樣子，那么原本在這張紙上的直線 ， 隨著紙被卷起，也變得彎曲了 。那么我們也就不難想象 ， 其實(shí)地球并不一定是在沿著曲線軌道運(yùn)動，有可能是在直線運(yùn)動，只不過時空彎曲了 ， 才顯得地球的運(yùn)動軌道彎曲了，而事實(shí)確實(shí)如此！太陽的質(zhì)量彎曲時空，使得地球雖然在四維空間中遵循筆直路徑，但我們在三維空間中看去，它卻是沿著幾乎圓周的軌道運(yùn)動 。愛因斯坦的相對論所預(yù)言的行星軌道要比牛頓引力論準(zhǔn)確 ， 尤其在水星軌道問題上，牛頓的引力論得到的軌道跟實(shí)際觀測誤差很大，而觀測與愛因斯坦相對論得到的結(jié)果卻是一致的 。狹義相對論告訴我們 ， 對于相對運(yùn)動的觀察者們 ， 時間推移得不一樣；廣義相對論告訴我們，對于在一個引力場中不同高度的觀察者，時間推移得不一樣 。值得一提的是 ， 地球上方的不同高度時間推移快慢之差 ， 目前在實(shí)用上相當(dāng)重要，如果無視廣義相對論的這個預(yù)言，計算得出的位置會差幾英里！ 其實(shí)這些預(yù)言似乎已經(jīng)不能再稱之為預(yù)言了，因?yàn)樗鼈冊缇投嫉玫搅蓑?yàn)證 。那么 ， 時間推移的不同會不會影響我們的生物鐘呢？答案是會的，也就是說，如果一對雙胞胎中的一位住在高山的頂上，另一位住在海平面上，則前者比后者衰老得更快 。但這種情況所產(chǎn)生的差異很微?。?可如果雙胞胎中的一位乘宇宙飛船被加速到光速，則差異就大的多了 。這稱作雙生子佯謬，但只是當(dāng)你內(nèi)心還有絕對時間觀念的時候 ， 這才是一個佯謬 。至此 ， 你就終于了解狹義相對論和廣義相對論了，對嗎？

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