广义相对论主要内容是什么?

作者&投稿:易卢 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
广义相对论的主要内容是什么~

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。

相对论(Relativity)的基本假设是相对性原理,即物理定律与参照系的选择无 大质量物体扭曲时空改变物体行进方向
关。狭义相对论(Special Relativity)和广义相对论(General Relativity)的区别是,前者讨论的是匀速直线运动的参照系(惯性参照系)之间的物理定律,后者则推广到具有加速度的参照系中(非惯性系),并在等效原理的假设下,广泛应用于引力场中。相对论和量子力学是现代物理学的两大基本支柱。经典物理学基础的经典力学,不适用于高速运动的物体和微观领域。相对论解决了高速运动问题;量子力学解决了微观亚原子条件下的问题。相对论颠覆了人类对宇宙和自然的“常识性”观念,提出了“时间和空间的相对性”、“四维时空”、“弯曲空间”等全新的概念。狭义相对论提出于1905年,广义相对论提出于1915年(爱因斯坦在1915年末完成广义相对论的创建工作,在1916年初正式发表相关论文)。   由于牛顿定律给狭义相对论提出了困难,即任何空间位置的任何物体都要受到力的作用。因此,在整个宇宙中不存在惯性观测者。爱因斯坦为了解决这一问题又提出了广义相对论。   狭义相对论最著名的推论是质能公式,它说明了质量随能量的增加而增加。它也可以用来解释核反应所释放的巨大能量,但它不是导致原子弹的诞生的原因。而广义相对论所预言的引力透镜和黑洞,与有些天文观测到的现象符合。

广义相对论几乎涵盖了物理学中所有与时间、空间、质量、能量、力等与力学(包括电力学)相关的领域。
主要内容是用相对的时空观替代了经典物理学中的绝对时空概念,同时承认所有的经典物理学理论的正确性(注意这一点非常重要),从而将经典物理学的应用领域拓展到高速度大空间的更广泛的应用领域。
句话说就是,承认经典物理学理论的正确性,并把经典物理学中一些绝对物理量换成了相对物理量,从而拓展了物理学的应用领域。

举个简单的例子,最简单的就是速度。

在经典物理学中虽然也认识到了速度的相对性,没有参照系就不可能测量速度。但是,经典物理学中还是认为速度有绝对性。以太就是绝对静止的物质,一切物体相对以太的速度就是在宇宙中的绝对速度。

但是,人们探测以太的实验失败了,不但没找到以太存在的证据反而发现了一个足以让经典物理学崩溃的结果,那就是光速即不受发光体速度的影响,也不受光接收器速度的影响,无论是以什么速度运动的发光体还是光接收器,测量到的光速竟然都是一样的。这一结果沉重的打击了经典物理学的速度叠加原理以及一切与速度(时间和空间)有关的物理理论。

相对论抛弃了绝对速度的概念,代之以宇宙中一切速度都是相对的。

也就是说(我的解释):
如果在宇宙中只有一个天体,没有任何其他参照系的情况下,在这个天体上绝对不可能测量出自己的速度是多少。而这个天体上测量到光速是恒定的。
假如空间只有两个天体,两个天体都可以无视另一天体的存在,则相对速度是两个天体间唯一的(观测)关系。比如,只能知道它们互相接近或远离,不能知道它们是同向运动还是相向运动,或同时向其他某个方向运动。每个天体上测量到的光速与附近是否有其他天体无关。
只有当把其中一个定为参照系时才能知道另一个天体的速度。而把谁定为参照系都与光速无关。光速不会因为人为的变更参照系而改变速度。
人们甚至可以指定任何一个不存在的点作为参照系,而随意认定自己的速度是多少,光速不会因为人们随意指定的速度而改变。

由此,引出了更多的问题。
学过物理学的人都知道一个倒背如流的公式 F=ma。
那么 我们看一下物理单位的关系:牛顿=千克×米/秒²
两边乘上 米 就是能量了:牛顿×米=千克×米²/秒²
再还原成物理量公式就是:能量=质量×速度 ²。即:E=mv²

问题来了:假如宇宙中有一个天体,在这个天体上,能量是守恒的,质量是守恒的,速度就一定是守恒的。这个速度到底是什么?绝对不可能是任何一个可以随便指定的参照系上测量到的速度。显然是一个不变的速度,那只有光速不变。因而只能是一个结果:E=mc² 。这就是蓍名的质能公式。

再看一下那个让人倒背如流的公式:F=ma
F/m=a 必须承认经典理论的正确性,那么,F/m是什么?显然是引力场的强度。就是“单位质量所受的引力”。物理意义就是:引力场强度=加速度,即:引力与加速度等价。

再有,还是那个公式,F=ma
牛顿=千克×米/秒²
秒=千克/牛顿×米/秒
时间=速度 / 引力场强度
时间与速度成正比,与引力场强度成反比。
说明在引力场(或加速度)很大的空间,时间会变慢。

题外话:
很多人以为高速运动的物体上的时间会变慢,其实是大错特错,时间变慢不是速度的原因,而是加速度或引力场的原因。
狭义相对论中的√(1-v²/c²)因子是一个小于等于1的因子。
t'=t×√(1-v²/c²)表示的是观测到的时间t 比运动的惯性系上的时间t' 快。
所以,把t 乘上一个小于1的因子后才能和t' 相等。

我们平时说高速度运动的物体上的时间“变慢”了,指的是它的实际时间比我们观测到的时间慢。而我们观测到的是真实的时间吗?其实是我们观测到的时间变快了。

如果还不理解,我们换个方式来解释。
近大远小是我们非常熟悉的自然规律。当一个物体离我们很远时我们看到它“变小”了。如果你的大脑的自动计算功能让你感觉它没变小,你可以用仪器来测量一下,比如用相机照下来再用尺子量。
如果要想知道远处物体的真实大小,我们一定是应该乘上一个大于1的因子。虽然我们不知道这个因子是什么形式的,但是知道那个因子一定大于1。
能不能说因为我们要乘一个大于1的因子,所以远处的物体就“变大”了?

其实是因为我们测量到尺寸的比真实的小,才需要乘一个大于1的因子。
同样的,因为我们测量到高速运动的系统上的时间快了,所以才需要乘一个小于1的因子。
目的是还原真实的尺寸或时间。

但是我们习惯上还是说近大远小,也习惯的说高速运动的惯性上的时间变慢,那仅仅是习惯说法。时间(或物体大小)不会因为我们习惯的说法而改变。引起时间改变的原因不是速度,而是引力或加速度。

如果再不相信,那么想一下,如果有一个参照系相对地球以0.8C的速度运动,它测量地球的时间,地球会按它测量的结果改变时间吗?
如果同时还有另一个惯性系相对地球以0.6C的速度运动,也在测量地球的时间,地球的时间是按0.6C的参照系变还是按0.8C的参照系变?我们甚至可以假想一个不存在的参照系以10c的速度相对地球运动,地球的时间真的就倒着走了吗?

广义相对论:
古典牛顿力学认为万物之间的作用是有万有引力造成的,正比于质量,平方反比与距离。上世纪初,有个叫阿尔伯特爱因斯坦的小伙提出,万有引力不是一种力,而是一种假象。这种受力的假象是因为物质自身质量引起的空间弯曲造成的。比如行星看似圆形椭圆形的轨道,其实是空间自己弯曲了,而行星事实走的是直线。空间与物质的存在是密不可分的,而不是客观独立的。

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。


爱因斯坦的广义相对论的主要内容是什么呢?
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。

简述狭义相对论的主要内容。
狭义相对论主要是光速不变理论。无论相对于什么,光速总是不变的,总是以恒定的速度从一点传播到另一点,两个在相互运动的人,通过光速不变原理,计算光通过共同的一点与另一点的时间差,就会发现对方的“尺缩钟慢”效应 广义相对论则在狭义相对论基础上再认为引和加速度的等效原理,即地球上的人受到...

狭义与广义相对论浅说主要有哪些内容?
《狭义与广义相对论浅说》内容精要:爱因斯坦首先指出,既然麦克斯韦电动力学的种种实验都没有证明以太的存在,那就应该放弃这种“绝对静止”的参考系;既然在所有惯性系中所有方向上都测不出光源运动对光速有什么影响,那就可以接受光速恒定的这个新事实。所以,他把两个基本原理作为狭义相对论的基础。(1...

广义相对论主要内容
爱因斯坦的广义相对论以"等效原理"为核心,强调引力与惯性力的等价性,这是基于引力质量与惯性质量的相等性。他将狭义相对性原理扩展,即物理定律在所有参考系中应保持不变。在广义相对论中,物体的运动遵循测地线方程,这是一种仅依赖时空局部几何性质的运动轨迹,引力正是这种几何性质的体现。物质的存在...

狭义相对论的内容是什么?
1、狭义相对论的内容是:时间和空间都与物质的运动有关,随着物质运动速度的变化而变化。2、狭义相对论是由爱因斯坦在洛仑兹和庞加莱等人的工作基础上创立的时空理论,是对牛顿时空观的拓展和修正。 爱因斯坦以光速不变原理出发,建立了新的时空观。进一步,闵科夫斯基为了狭义相对论提供了严格的数学基础,...

广义相对论的具体内容
爱因斯坦的第二种相对性理论(1916年)。该理论认为引力是由空间——时间弯曲的几何效应(也就是,不仅考虑空间中的点之间,而是考虑在空间和时间中的点之间距离的几何)的畸变引起的,因而引力场影响时间和距离的测量。万有引力 扭曲会产生一个加速度,也就是万有引力 广义相对论:是一种关于万有引力...

什么叫广义相对论
引力波已经由激光干涉引力波天文台在2015年9月直接观测到。此外,广义相对论还是现代宇宙学中的膨胀宇宙模型的理论基础。理论内容 等效原理 爱因斯坦提出“等效原理”,即引力和惯性力是等效的。这一原理建立在引力质量与惯性质量的等价性上。根据等效原理,爱因斯坦把狭义相对性原理推广为广义相对性原理,即...

广义相对论是什么
广义相对论是一种关于引力理论的物理学理论。它由卡尔·弗里德里希·爱因斯坦在20世纪初提出,旨在描述重力的本质和其与时空结构的关系。这一理论不仅解释了物体间的引力相互作用,还揭示了引力如何与时空的曲率相互作用。下面将详细解释广义相对论的主要内容。首先,广义相对论的核心观点是引力是由时空的曲率...

广义相对论主要内容是什么?
广义相对论几乎涵盖了物理学中所有与时间、空间、质量、能量、力等与力学(包括电力学)相关的领域。主要内容是用相对的时空观替代了经典物理学中的绝对时空概念,同时承认所有的经典物理学理论的正确性(注意这一点非常重要),从而将经典物理学的应用领域拓展到高速度大空间的更广泛的应用领域。句话说就...

相对论的内容是什么?
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。奠定了经典物理学基础的经典力学,不适用于高速运动的物体和微观条件下的物体。相对论...

彭州市17271211907: 广义相对论(描写物质间引力相互作用的理论) - 搜狗百科
卞晓清热: 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.

彭州市17271211907: 广义相对论的主要内容是什么? -
卞晓清热:[答案] 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.

彭州市17271211907: 广义相对论的主要内容是什么,公式是什么最好有原文 -
卞晓清热: 广义相对论是对牛顿万有引力定律的修正与推广,是用张量语言写成的引力论.它将引力描述成背景时空而不是一种力,一个物体若只受引力作用则在广义相对论看来是自由质点不受力.引力的作用是使直线变得弯曲,数学上体现在度规张量分...

彭州市17271211907: 广义相对论的内容? -
卞晓清热: 广义相对论的内容相对与狭义相对论而言的,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...

彭州市17271211907: 广义相对论的具体内容 -
卞晓清热: 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...

彭州市17271211907: 广义相对论主要讲了些什么(简单点回答)? -
卞晓清热: 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...

彭州市17271211907: 广义相对论的基本内容 -
卞晓清热: 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...

彭州市17271211907: 广义相对论的详细内容是什么? -
卞晓清热: 在开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...

彭州市17271211907: 广义相对论的内容及意义? -
卞晓清热: 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...

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