廣義相對論一重力與萬有引力闡明

2021-01-18 騰訊網

愛因斯坦在發表狹義相對論之後,開始著手研究另外一個難題一重力。牛頓已經發現了萬有引力定律(跟距離的二次方成反比,跟質量乘積成正比的力),邁出了重力研究上的重要一步。

然而，為何重力是一種引力,牛頓也沒能弄明白這一點。愛因斯坦想要搞清楚的就是這一點。之後,他在狹義相對論發表十年後的1915年到1916年發表了廣義相對論。

簡而言之,廣義相對論證明「物體周圍的時空會發生扭曲」。由此可以預測出宇宙是正在膨脹的，宇宙中存在著黑洞(因具有強大的重力連光都無法逸出的天體,由大質量恆星經過超新星爆發之後生成)。將這一理論表達出來的是愛因斯坦場方程。

當時，人們普遍認為在宇宙中所有的物質都消滅之後,時間和空間依舊會存在。但愛因斯坦卻認為,在物質消滅之後,時間和空間也會消失,「物質與時間、空間之間存在著不可分割的聯繫」。公式左側表現的是空間的扭曲,右側則是物質的存在。

愛因斯坦場方程中也包含了時間。愛因斯坦還依據廣義相對論表達出了宇宙的進化。也就是說，「黑洞」「宇宙大爆炸」(宇宙誕生時發生的大爆炸)的存在也是由愛因斯坦方程預測出來的。它真可謂是揭開了宇宙以及宇宙進化奧秘的方程。

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    原標題：「反引力」突破「廣義相對論」和「黑洞」理論的物質範疇 引領人 　　「廣義相對論」和「黑洞」理論都建立在引力的基礎上。 　　已知「世界」(包括宇宙)的所有物質之間都有引力，並被稱做「萬有引力」。地球對其上面的物質都有引力，並稱做「重力」。
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    基於我之前四篇文章對廣義相對論概要，本文談彎曲時空的故事。牛頓和愛因斯坦關於引力的爭論歸結為關於慣性參照系的相互矛盾的概念。牛頓說地球表面的一個框架是慣性的，相對於這個框架，一個自由下落的蘋果會加速下降，因為它是由引力拉動的。但是愛因斯坦說是蘋果的框架在深空中表現得像一個框架。
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    眾所周知愛因斯坦提出了一個理論叫：廣義相對論，這個理論最大的反常規觀點就是：引力不是一種力，這個觀點非常挑戰人類的直覺，所以到現在為止都有很多網友無法贊同這種觀點，但是引力為啥不是力，愛因斯坦是如何做出這一個論斷的，為啥我們的教科書還要談引力，今天我們就來談談這個問題。
  • 萬有引力與重力、重力加速度的關係
    1666年夏末一個溫暖的傍晚,在英格蘭林肯郡烏爾斯索普,一個腋下夾著一本書的年輕人走進他母親家的花園裡,坐在一顆樹下,開始埋頭讀他的書.當他翻動書頁時,他頭頂的樹枝中有樣東西晃動起來,一隻歷史上最著名的蘋果落了下來,打在23歲的伊薩克·牛頓的頭上.恰巧在那天，牛頓正苦苦思索著一個問題：是什麼力量使月球保持在環繞地球運行的軌道上，以及使行星保持在其環繞太陽運行的軌道上？
  • 廣義相對論與量子力學的未來在哪?
    提問：廣義相對論與量子力學是否需要統一呢？回答：廣義相對論與量子力學兩者皆是描述自然的。廣義相對論（gr，又稱general theory of relativity或gtr）是愛因斯坦於1915年發表的關於引力的幾何理論，是現代物理學中對引力的最新描述。廣義相對論推廣了狹義相對論，並改進了牛頓萬有引力定律，將引力統一描述為時空的幾何性質。特別是，時空的曲率與任何物質和輻射的能量和動量直接相關。
  • 段一士先生的講義:《廣義相對論與引力規範理論》
    《廣義相對論與引力規範理論》（段一士著. 北京:科學出版社, 2020.6）是由段一士教授長期講授廣義相對論課程的講義整理而成, 在蘭州大學使用多年, 是我國最早的廣義相對論教材之一. 期間, 段一士教授受教育部和中國科學院研究生院邀請, 分別在北京和蘭州舉辦廣義相對論講習班, 還受美國密蘇裡大學和史丹福大學邀請, 講授引力規範理論.
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    來源：環球科學1915年，愛因斯坦提出了廣義相對論。作為20世紀最偉大的科學理論之一，廣義相對論經過時間的檢驗，已經成為現代物理學的重要基石。但鮮為人知的是，即使到了20世紀50年代，由於缺乏實驗證據，對廣義相對論感興趣的人也並不多。因此，愛因斯坦試圖將廣義相對論推廣為新的理論。正是在這樣的背景下，愛因斯坦為《科學美國人》寫下了這篇文章。
  • GPS:廣義相對論在日常生活中的首次應用
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    要了解狹義相對論和廣義相對論的區別，我們首先要搞清楚，這兩個理論大概說了什麼？狹義相對論我們先從狹義相對論說起，其實狹義相對論解決了一個物理學的重大矛盾。在愛因斯坦之前，最成功的兩個理論分別是牛頓提出的牛頓力學和麥克斯韋提出麥克斯韋方程。
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    《狹義與廣義相對論淺說》是愛因斯坦親自為中等知識水平的讀者撰寫的相對論普及性著作。作者以最簡單、最明了的方式介紹了相對論的主要概念,並大體按照相對論實際創生的次序和聯繫來敘述,具有較高的可讀性。
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  • 科普:雨滴、種子和萬有引力
    重力的加速度是有限的。因為雨滴受到的力不止重力一種，雨滴所受到的加速度取決於所有力的合力。隨著速度的增加，單位時間內需要推開的空氣越來越多，空氣會阻擋雨滴的下落，部分抵消重力的效果。重力的加速度是有限的。因為雨滴受到的力不止重力一種，雨滴所受到的加速度取決於所有力的合力。隨著速度的增加，單位時間內需要推開的空氣越來越多，空氣會阻擋雨滴的下落，部分抵消重力的效果。
  • 物理學家提出尋找重子新方法 不需要精通廣義相對論
    物理學家提出尋找重子新方法 不需要精通廣義相對論  Winnie Lee • 2020-03-20 14:24:38　來源：前瞻網　E1655G0
  • 廣義相對論:丈量宇宙一百年
    向後倒數10年，1905年是理論物理學的奇蹟之年，愛因斯坦在這一年裡提出了狹義相對論，並且用量子理論解釋了光電效應。然而他依舊是瑞士專利局的一名專利審查員，整個世界都還沒跟上他的智慧。1907年，愛因斯坦坐在辦公室裡，靈光乍現，「如果一個人自由下落，他將不會感到自己的重量。」——這是廣義相對論的靈感來源，也是他所說的「一生中最幸福的思想」。
  • 廣義相對論、時間和第四維度——最簡單的解釋
    這是對傑出的伯恩哈德·黎曼的類比，他是第一批建立萬有引力數學儀器的人之一，幾十年後，愛因斯坦用它寫出了我們整個歷史上最優雅的方程——萬有引力場方程。黎曼的結論是，電、磁和重力是由我們的三維宇宙在看不見的第四維度的崩潰所引起的。在那裡，有一個4維流形的存在。
  • 愛因斯坦不信的廣義相對論黑暗面,就在銀河系中心
    三位獲獎者因發現了這一宇宙中最奇特的現象，將獲得1000萬瑞典克朗獎金（約合760萬人民幣）。其中，彭羅斯因「發現黑洞形成是廣義相對論的堅實預言」擁有一半貢獻，根澤爾和格茲則因「發現我們銀河系中心有一個超大質量緻密天體」而分享另一半。諾獎官網新聞稿用「黑洞和銀河系中最黑暗的秘密」來形容今年的獲獎成果。
  • 牛頓的萬有引力深入人心,可為什麼愛因斯坦卻說引力並不存在?
    這其實也是牛頓的萬有引力定律的瑕疵，一直以來學者們都無法解決。那這究竟是咋回事呢？到底是哪裡出了問題？愛因斯坦的廣義相對論解決這個問題的科學家是愛因斯坦，他在1915年提出了著名的廣義相對論。在牛頓的理論當中，做了一個基礎假設，這個假設認為時間和空間是割裂開的，時間就是時間，空間就是空間，兩者並沒有什麼關係。除此之外，牛頓還認為物體的運動狀態並不影響時間和空間。