时空弯曲时空弯曲几何
固有曲率是曲面内在的特性,例如在二维曲面上,每个点有两个垂直方向的弯曲半径,它们的倒数决定了曲面的固有曲率。正负曲率取决于这两个弯曲半径在曲面哪一侧。球面的固有曲率为零,能平摊在桌面上;而球面的弯曲则使得大圆成为最短路线,而非直线。
19世纪的数学家本哈·黎曼发展了弯曲空间的理论,即使是简单的球面,其弯曲几何特性也与欧几里得几何截然不同。例如,球面上的大圆类似于平面上的直线,但它们是测地线,是连接两点的最短路径。在球面上,无论沿着大圆运动,最终都会回到起点,这与欧几里得空间的直线性质截然相反,表明球面是有限的,而非无限延伸。
负曲率的二维例子,如双曲面,与球面形成了对比。在双曲面上,沿着直线运动通常不会返回起点,而是无限远离,这使得双曲面表现为开放的,而非闭合。不同于球面或双曲面,大多数曲面的曲率并非处处均匀,而是随点变化,正负曲率在不同区域交替出现。
时空弯曲几何与物质
黎曼曾试图通过弯曲空间统一电磁学和引力,但未能成功,原因在于忽略了时间维度的重要性。想象一下,石块以不同的速度投向地面,无论是10米\/秒的石块,还是500米\/秒的子弹,或是光速,它们在时空中的轨迹曲率半径均以1光年为单位,这意味着在时空中,这些物体沿测地线运动,轨迹看似直线,实则是时空弯曲...
怎样才能最直观的解释相对论中的“时空弯曲”效应?
我们重点讲解了把四维时空进行降维处理,得到一个二维时空,然后对二维时空进行分析,画出时空图,发现是弯曲的,说明时空本身的确是弯曲。这里有个重要的知识点,那就是我们要证明时空是弯曲的,需要让物体做不受力的运动才行,因为只有不受力,我们才能研究时空弯曲对物体运动的影响,如果有第二个因素的...
爱因斯坦认为引力是因为时空弯曲,那么时空弯曲的本质是什么?
时空扭曲离不开物质的引力,引力会以任何能量以无限弯曲的方式改变正常空间。 爱因斯坦的广义相对论认为,由于有物质的存在,物质和时间(时空)会发生弯曲,时空弯曲的是质量(能量)造成的结果,万有引力是时空弯曲的表现。爱因斯坦用太阳所产生的空间弯曲的理论,很好地解释了水星近日点进动中一直无法解释的...
爱因斯坦相对论中的“时空弯曲”,是怎么个弯曲法?
与地心说相类似,广义相对论也是唯象型理论。该理论用几何的空间弯曲,取代了具体产生引力的物理机制。这就是物质引起空间弯曲的解释,难以理解的原因。量子力学的产生,表明宇宙是由量子构成的。离散的量子构成空间,由高能量子组成的封闭体系成为物质。由于物质的封闭性小于1,所以物质并不是完全独立的个体...
空间会弯曲,时间会不会弯曲?
此后,时空弯曲理论经历了无数次证明,迄今没有一例反证,由此成为颠扑不破的科学真理。光的弯曲曲率就等于时空扭曲的曲率,这样广义相对论就可以用数学来解释了。根据几何原理,直线最短,曲线肯定要长于直线,光线既然弯曲了,在传播中所需时间就比直线要变慢了,空间曲率越大,时间就会变得越慢,这就...
为什么引力会导致空间弯曲?
广义相对论并没有说引力会导致空间弯曲,恰恰相反,爱因斯坦在广义相对论里把引力看成是时空弯曲的几何效应。广义相对论对引力的解释 大质量物体引起周围时空弯曲,小质量物体进入这个弯曲时空后,自然而然沿着弯曲时空作“测地线”运动。所谓测地线即空间中两点之间的最短路径,在平直空间中它就是一条直线...
如何理解时空弯曲
其实弯曲时空很好理解。只要把它理解成包围在物体周围的一个球形场就行了。球形场的球面是弯曲的,因此时空就是弯曲的。具体可以参见:网页链接。 物理机制探索者 | 发布于2018-02-06 举报| 评论 0 0 1条折叠回答 为您推荐: 时空隧道 四维时空 弯曲时空理解现象 时空弯曲的概念? 太空 弯曲时空 太阳使...
什么是弯曲空间?怎样使空间弯曲?
所以,欧氏空间可看作黎曼空间的特例。局部黎曼空间可以看作由局部欧氏空间弯曲而来,而大范围的黎曼空间常常不可能从欧氏空间弯曲得到。从物理学的角度看,时空的弯曲性质依赖于物质的分布和运动。爱因斯坦的广义相对论给出时空与物质之间的关系和它们的运动规律。通常情况下,时空弯曲的量级是很小的。只有...
谁能解释一下“时空弯曲”这个问题
时空弯曲 爱因斯坦狭义相对论中的内容,他解释了引力作用和加速度作用没有差别的原因。还解释了引力是如何和时空弯曲联系起来的,利用数学,爱因斯坦指出物体使周围空间、时间弯曲,在物体具有很大的相对质量(例如一颗恒星)时,这种弯曲可使从它旁边经过的任何其它事物,即使是光线,也改变路径。广义相对论指出...
弯曲时空的几何物质
无论对石块、子弹还是光子,在时空中量度的曲率半径都精确地相等,其值为1光年的星级。因此,更合理的说法是,时空轨道是“直”的,而时空本身被地心引力所弯曲,不受任何其他力的抛射体将沿测地线运动(等价于说沿弯曲几何中的直线运动)。上面的例子表明时空是怎样在时间上弯曲得比在空间上厉害得多的...
法赖汇瑞: 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...
源城区15923282417: 如何用爱因斯坦的广义相对论来解释时间与空间的关系 - ?
法赖汇瑞: 爱因斯坦的理论说空间和时间都不是绝对的,看你的运动方式而定.因此称为相对(空间及时间)理论.可是整个相对论就建立在一些绝对性的原理上:光速是速度的绝对上限,不得超过.另一个绝对 性的原理是,加速与引力绝对等效.
源城区15923282417: 时空弯曲本质是什么? - ?
法赖汇瑞: 时空弯曲的原因就是万有引力造成的,证明时空弯曲的一个最著名的例子就是发生日全食的时侯,掠过太阳表面的星光会发生偏转,也就是说光线被太阳所吸引而引起微小偏转,爱因斯坦认为这就是时空弯曲,而且引力越大,时空弯曲越显著.
源城区15923282417: 如何理解时空弯曲 - ?
法赖汇瑞: 如果时空是弯曲的,那么如果一束光发射出去进入太空,那它有可能沿着弯曲的空间传播并最终回到开始的地方吗?这是否意味着我们可以仰望太空,然后看到很久以前从地球发射出去的光吗?我们可以看到我们自己的过去吗? 说时空是弯曲的...
源城区15923282417: 狭义相对论和广义相对论 - ?
法赖汇瑞: 相对论因光速相对于任何系,速度不变,而速度为空间比时间,速度为常数,时空当然为函数.我们来看一公式: F=a千克米/秒 E=FS=b千克米米/秒 由此得: a千克米/秒.S=ab千克米米/秒=E 而E=c2m 所以ab千克米米/秒=c2千克 由此得ab米米...
源城区15923282417: 广义相对论和狭义相对论有什么区别? - ?
法赖汇瑞:[答案] 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,归结为物体在弯曲时空中沿短程线的自由运动.因此,广义相对论亦称时空几何动力学,即把引力归结为时空的...
源城区15923282417: 狭义的相对论是什么? - ?
法赖汇瑞: 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,把物体受引力作用而运动,归结...
源城区15923282417: 相对论的广义和狭义是什么??
法赖汇瑞: 广义指物体的运动,狭义制宏观世界
源城区15923282417: 相对论是什么啊?
法赖汇瑞: 1.狭义相对论主要是在弱引力场下的物体高速运动时遵循的理论. 理论前提:1)光速不变 2)相对性原理(任何惯性系的地位都是平等的) 几个主要的推论:运动的时钟变缓; 动尺变短 一个有趣的结论:当物体的速度达到光速时,物体的一切生命活动将停止(长生不老) 2.广义相对论:主要是讨论在强引力场下的物体高速运动时遵循的规律 主要推论:时空弯曲(当光线经过强引力场时光线会变弯曲) 万有引力定律是时空弯曲的必然结论
源城区15923282417: 时空曲率、空间弯曲、空间跳跃是什么 - ?
法赖汇瑞:[答案] 时空曲率 按照广义相对论的解释,在引力场中,时空的性质是由物体的“质量”分布决定的,物体“质量”的分布状况使时空性质变得不均匀,引起了时空的弯曲.大致上讲,物质密度大的地方,曲率也就大.也就是说,“时空曲率”产生了引力,...