求爱因斯坦广义相对论内容

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~ 广义相对论 一个极其不可思议的世界

谷锐译 原文:Slaven

广义相对论的基本概念解释:

在开始阅读本短文并了解广义相对论的关键特点之前,我们必须假定一件事情:狭义相对论是正确的。这也就是说,广义相对论是基于狭义相对论的。如果后者被证明是错误的,整个理论的大厦都将垮塌。

为了理解广义相对论,我们必须明确质量在经典力学中是如何定义的。

质量的两种不同表述:

首先,让我们思考一下质量在日常生活中代表什么。“它是重量”?事实上,我们认为质量是某种可称量的东西,正如我们是这样度量它的:我们把需要测出其质量的物体放在一架天平上。我们这样做是利用了质量的什么性质呢?是地球和被测物体相互吸引的事实。这种质量被称作“引力质量”。我们称它为“引力的”是因为它决定了宇宙中所有星星和恒星的运行:地球和太阳间的引力质量驱使地球围绕后者作近乎圆形的环绕运动。

现在,试着在一个平面上推你的汽车。你不能否认你的汽车强烈地反抗着你要给它的加速度。这是因为你的汽车有一个非常大的质量。移动轻的物体要比移动重的物体轻松。质量也可以用另一种方式定义:“它反抗加速度”。这种质量被称作“惯性质量”。

因此我们得出这个结论:我们可以用两种方法度量质量。要么我们称它的重量(非常简单),要么我们测量它对加速度的抵抗(使用牛顿定律)。

人们做了许多实验以测量同一物体的惯性质量和引力质量。所有的实验结果都得出同一结论:惯性质量等于引力质量。

牛顿自己意识到这种质量的等同性是由某种他的理论不能够解释的原因引起的。但他认为这一结果是一种简单的巧合。与此相反,爱因斯坦发现这种等同性中存在着一条取代牛顿理论的通道。

日常经验验证了这一等同性:两个物体(一轻一重)会以相同的速度“下落”。然而重的物体受到的地球引力比轻的大。那么为什么它不会“落”得更快呢?因为它对加速度的抵抗更强。结论是,引力场中物体的加速度与其质量无关。伽利略是第一个注意到此现象的人。重要的是你应该明白,引力场中所有的物体“以同一速度下落”是(经典力学中)惯性质量和引力质量等同的结果。

现在我们关注一下“下落”这个表述。物体“下落”是由于地球的引力质量产生了地球的引力场。两个物体在所有相同的引力场中的速度相同。不论是月亮的还是太阳的,它们以相同的比率被加速。这就是说它们的速度在每秒钟内的增量相同。(加速度是速度每秒的增加值)

引力质量和惯性质量的等同性是爱因斯坦论据中的第三假设

爱因斯坦一直在寻找“引力质量与惯性质量相等”的解释。为了这个目标,他作出了被称作“等同原理”的第三假设。它说明:如果一个惯性系相对于一个伽利略系被均匀地加速,那么我们就可以通过引入相对于它的一个均匀引力场而认为它(该惯性系)是静止的。

让我们来考查一个惯性系K’,它有一个相对于伽利略系的均匀加速运动。在K 和K’周围有许多物体。此物体相对于K是静止的。因此这些物体相对于K’有一个相同的加速运动。这个加速度对所有的物体都是相同的,并且与K’相对于K的加速度方向相反。我们说过,在一个引力场中所有物体的加速度的大小都是相同的,因此其效果等同于K’是静止的并且存在一个均匀的引力场。

因此如果我们确立等同原理,两个物体的质量相等只是它的一个简单推论。 这就是为什么(质量)等同是支持等同原理的一个重要论据。

通过假定K’静止且引力场存在,我们将K’理解为一个伽利略系,(这样我们就可以)在其中研究力学规律。由此爱因斯坦确立了他的第四个原理。


《广义相对论》的主要观点是什么?
当爱因斯坦为他的广义相对论计算方程时,他意识到巨大的物体会导致时空扭曲。想象一下,在蹦床的中心放置一个大物体。该物体会向下压入织物,导致其凹陷。然后,如果尝试在蹦床的边缘滚动弹珠,弹珠会向内盘旋朝向身体,其拉动方式与行星引力拉动太空中的岩石非常相似。广义相对论的实验证据在爱因斯坦发表他的...

爱因斯坦的广义相对论
等效原理使爱因斯坦认识到,引力场很可能不是时空中的外来场,而是一种几何场,是时空本身的一种性质。由于物质的存在,原本平直的时空变成了弯曲的黎曼时空。在广义相对论建立之初,曾有第四条原理,惯性定律:不受力(除去引力,因为引力不是真正的力)的物体做惯性运动。在黎曼时空中,就是沿着测地线...

爱因斯坦的广义相对论有什么重要意义?
验证广义相对论的实验有三个,水星剩余进动、光线弯曲和引力红移。这三个实验对于广义相对论的验证起到了至关重要的作用,因而被称为广义相对论的三个经典实验。爱因斯坦继续运用归纳法,将不同概念的引力质量和惯性质量的表观等价提升为等效原理,规定这两个概念是完全相同的。于是作为物理对象的物质与作为...

爱因斯坦写了一篇有关广义相对论的论文,提出广义相对论的哪两个...
爱因斯坦写出第一篇有关广义相对论的论文,提出广义相对论的两个公设:一、等效原理:加速度造成的“重量感”与真正的重力效应一模一样。二、广义相对性原理:物理定律在任何坐标系中都具有相同形式。

广义相对论学说是由学者谁在1915年建立的
广义相对论揭示了重力的本质并预测引力场会弯曲时空,并且这种扭曲就是质量的结果。在这个理论中,爱因斯坦不仅重新定义了物体从一个地方到另一个地方的过程,而且还将时间和空间联合在一个四维时空中。这种理论也从根本上改变了我们对宇宙的认识,包括黑洞、星系演化和宇宙的大规模结构。广义相对论还解释了...

什么是爱因斯坦相对论?
爱因斯坦相对论简单解释是:相对论是关于时空和引力的理论,主要由爱因斯坦创立,依其研究对象的不同可分为狭义相对论和广义相对论。相对论和量子力学的提出给物理学带来了革命性的变化,它们共同奠定了现代物理学的基础。相对论极大地改变了人类对宇宙和自然的“常识性”观念,提出了“同时的相对性”、“...

狭义相对论和广义相对论是谁提出的
相对论是爱因斯坦提出的,1905年爱因斯坦获苏黎世大学物理学博士学位,并提出光子假设、成功解释了光电效应(因此获得1921年诺贝尔物理学奖);同年创立狭义相对论,1915年创立广义相对论。1933年移居美国、在普林斯顿高等研究院任职,1940年加入美国国籍同时保留瑞士国籍。1955年4月18日,爱因斯坦于美国新泽西州...

简述爱因斯坦狭义相对论和广义相对论的基本前提分别是什么
狭义相对论的基本前提是:1、狭义相对性原理(狭义协变性原理):一切的惯性参考系都是平权的。2、光速不变原理:真空中的光速在任何参考系下是恒定不变的。广义相对论的基本前提是:1、广义相对性原理(广义协变性原理):任何物理规律都应该用与参考系无关的物理量表示出来。2、爱因斯坦场方程(详见...

爱因斯坦是如何发现相对论的?
狭义与广义相对论的分别 传统上,在爱因斯坦刚刚提出相对论的初期,人们以所讨论的问题是否涉及非惯性参考系来作为狭义与广义相对论分类的标志。随着相对论理论的发展,这种分类方法越来越显出其缺点——参考系是跟观察者有关的,以这样一个相对的物理对象来划分物理理论,被认为不能反映问题的本质。一般...

爱因斯坦在广义相对论中提出了什么新的观点?
1915年,爱因斯坦发表了广义相对论,其中涉及加速运动和万有引力问题。他提出了一种全新的观点,即将引力看作是空间的一个属性,而不是物体间的作用力;由于物质的影响,空间变得弯曲,而物体可以沿着阻力最小的曲线移动。广义相对论能够解释牛顿力学所无法解释的一些运动现象,例如行星间变化着的引力所造成的...

嘉祥县17034509770: 爱因斯坦的广义相对论的主要内容是什么呢? -
植兔痹欣: 广义相对论认为引力是由空间——时间几何的畸变引起的,因而引力场影响时间和距离的测量.是爱因斯坦于1915年以几何语言建立而成的引力理论,统合了狭义相对论和牛顿的万有引力定律,将引力改描述成因时空中的物质与能量而弯曲的时空,以取代传统对于引力是一种力的看法.

嘉祥县17034509770: 广义相对论的具体内容 -
植兔痹欣: 广义相对论是阿尔伯特·爱因斯坦于1915年发表的用几何语言描述的引力理论(发表于《普鲁士科学院会议报告》1915年,778-786),它代表了现代物理学中引力理论研究的最高水平.广义相对论将经典的牛顿万有引力定律包含在狭义相对论...

嘉祥县17034509770: 爱因斯坦的广义相对论的主要内容是?请各位帮帮忙! -
植兔痹欣:[答案] 相对论分为广义相对论和狭义相对论 广义相对论的基本概念解释: 广义相对论是爱因斯坦继狭义相对论之后,深入研究引力理论,于1913年提出的引力场的相对论理论.这一理论完全不同于牛顿的引力论,它把引力场归结为物体周围的时空弯曲,把...

嘉祥县17034509770: 爱因斯坦提出的狭义和广义相对论的内容是什么 -
植兔痹欣: 相对论是关于时空和引力的基本理论,主要由爱因斯坦创立,分为狭义相对论(特殊相对论)和广义相对论(一般相对论).相对论的基本假设是光速不变原理,相对性原理和等效原理.相对论和量子力学是现代物理学的两大基本支柱.奠定了经典...

嘉祥县17034509770: 广义相对论的内容及意义? -
植兔痹欣: 1905年,爱因斯坦发表了关于狭义相对论的第一篇文章后,并没有立即引起很大的反响.但是德国物理学的权威人士普朗克注意到了他的文章,认为爱因斯坦的工作可以与哥白尼相媲美,正是由于普朗克的推动,相对论很快成为人们研究和讨论...

嘉祥县17034509770: 爱因斯坦的广义相对论是什么 -
植兔痹欣: 广义相对论基本原理 由于惯性系无法定义,爱因斯坦将相对性原理推广到非惯性系,提出了广义相对论的第一个原理:广义相对性原理.其内容是,所有参考系在描述自然定律时都是等效的.这与狭义相对性原理有很大区别.在不同参考系中,...

嘉祥县17034509770: 爱因斯坦的“广义相对论”包括什么? -
植兔痹欣: 狭义相对论又称特殊相对论,广义相对论又称一般相对论. 狭义相对论只限于讨论惯性系情况的相对论.牛顿时空观认为空间是平直的、各向同性的和各点同性的的三维空间,时间是独立于空间的单独一维(因而也是绝对的).狭义相对论认为空...

嘉祥县17034509770: 广义相对论的内容 介绍一下 -
植兔痹欣: 广义相对论(General Relativity‎),是爱因斯坦于1915年以几何语言建立而成的引力理论,统合了狭义相对论和牛顿的万有引力定律,将引力改描述成因时空中的物质与能量而弯曲的时空,以取代传统对于引力是一种力的看法.爱因斯坦的...

嘉祥县17034509770: 爱因斯坦的广义相对论 -
植兔痹欣: 1.广义论公式 根据广义相对论中“宇宙中一切物质的运动都可以用曲率来描述,引力场实际上就是一个弯曲的时空”的思想,爱因斯坦给出了著名的引力场方程(Einstein's field equation): R_ - \fracg_ R = - 8 \pi {G \over c} T_其中 G 为牛顿万...

嘉祥县17034509770: 物理学问题:爱因斯坦的广义相对论主要说的是什么
植兔痹欣: 相对论:这是爱因斯坦打破牛顿定律的绝对空间与绝对时间的理论.它大概在说,任何物理定律对于以任何速度运动的观察者都是相同的.它将引力描述为时空的弯曲,并且预言了引力时间膨胀.狭义相对论:之所以称为“狭义”,是因为它没...

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