何为时空弯曲?

作者&投稿:允庄 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
时空弯曲是怎么产生的?~

黑洞系列之上集:黑洞的真实模样,用爱因斯坦的广义相对论介绍黑洞的真实模样,时空弯曲到底是怎么弯的,如何看懂霍金《时间简史》书里的黑洞的时空图

广义相对论中的“时空弯曲”一点都不荒谬,只不过离普通人的常识略微有点远而已。但实际上也并不算太远,无非就是说时间不是完全均匀的流逝过程,有时候快、有时候慢;空间也一样,尺度也是有变化的,取决于引力场状况。只要真正弄清楚了,就会知道确实就是那么回事。
按一般常识,光是直线传播的,也就是说光走过的路程就是直线。看下图a:

这个图表示的是在人们日常生活环境下仰望星空时的普通常识。但如果在特殊条件下,比如光在传播的过程中路过一个质量非常大的天体,比如太阳,那么情况就会发生变化。如下图b所示:

从图中可知,当恒星发射来的光经过太阳附近时,由于太阳强大引力场的作用,光的传播就会发生弯折。在这种情况下,地面观察者所看到的恒星视位置,也就是光按直线传播所应该出现的位置,与其实际位置并不一样。那么怎么才能知道这一点呢?很好办,就是与不经过太阳时的观察结果对比一下,便可明了。1919年,英国科学家爱丁顿在南非对太阳日食进行观测,就是依据的这个道理。观测结果表明,爱因斯坦所预言的引力场导致时空弯曲,与观测结果完全符合。这就证明了广义相对论的正确性。


当然,这里面不仅仅意味着空间是弯曲的,而是说时间也与空间连为一体都是弯曲的,只用空间弯曲,无法得到正确结果,只有将时空连在一起,才能得到符合观测结果的理论预言。
实际上,整个宇宙包括地球表面,平直时空只是个近似,而弯曲时空才是普遍现象。但在地球表面的日常生活环境下,这种弯曲效应微乎其微,不考虑它的存在也并不会对人们的日常生活有多大影响而已。

1915年发表了他的广义相对论。他解释了引力作用和加速度作用没有差别的原因。他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,时空曲率将产生引力。当光线经过一些大质量的天体时,它的路线是弯曲的,这源于它沿着大质量物体所形成的时空曲率。因为黑洞是极大的质量的浓缩,它周围的时空非常弯曲,即使是光线也无法逃逸。
几百年来牛顿的经典力学使众多人信服,因为他适用于低速、宏观的惯性系。而相对论适用于高速(接近光速)的或微观的量子态以及非惯性系,人们很难通过实验得以证实和观察,所以很多人无法接受这一事实。但相对论可以很好的解决这一问题。因此说相对论是现代物理学的奠基石。

因斯坦的广义相对论认为,由于有物质的存在,空间和时间会发生弯曲,而引力场实际上是一个弯曲的时空。爱因斯坦用太阳引力使空间弯曲的理论,很好地解释了水星近日点进动中一直无法解释的43秒。广义相对论的第二大预言是引力红移,即在强引力场中光谱向红端移动,20年代,天文学家在天文观测中证实了这一点。广义相对论的第三大预言是引力场使光线偏转,。最靠近地球的大引力场是太阳引力场,爱因斯坦预言,遥远的星光如果掠过太阳表面将会发生一点七秒的偏转。1919年,在英国天文学家爱丁顿的鼓动下,英国派出了两支远征队分赴两地观察日全食,经过认真的研究得出最后的结论是:星光在太阳附近的确发生了一点七秒的偏转。英国皇家学会和皇家天文学会正式宣读了观测报告,确认广义相对论的结论是正确的。会上,著名物理学家、皇家学会会长汤姆孙说:“这是自从牛顿时代以来所取得的关于万有引力理论的最重大的成果”,“爱因斯坦的相对论是人类思想最伟大的成果之一”。爱因斯坦成了新闻人物,他在1916年写了一本通俗介绍相对认的书《狭义相对论与广义相对论浅说》,到1922年已经再版了40次,还被译成了十几种文字,广为流传。

这是爱因斯坦狭义相对论中的内容,他指出:当物体的速度超过光速时,空间就回形成相应的弯曲,这种弯曲是有例的,它回缩短两个空间的实际距离,这对形成超级天体是有用的.


时空弯曲时空弯曲几何
三维欧几里得几何为我们理解一维曲线和二维曲面提供了基础。例如,圆的弯曲程度与其半径相关:半径越短,弯曲越显著,半径无限大则成为直线,失去弯曲。类似地,球面的曲率随半径增加从球面变为平面。在几何学中,曲率的精确定义随着维度的增加而复杂,需要用“曲率”这一概念描述。圆柱面就是一个例子,它的...

光线逃不出黑洞到底是因为时空弯曲还是因为逃脱速度是超光速?
空间是弯的。。光沿着弯的空间“直线”飞行。。。超光速又怎么样。。。空间是一切物质承载的基础。。。

时空弯曲的时空弯曲几何
弯曲因而是有精确的几何定义的。但当维数增加时,定义变得复杂多了,弯曲程度不能再像圆的情况那样用一个数来描述,而必须讲“曲率”。且看一个简单情况即圆柱面,这是一个二维曲面(图约,平行于其对称轴所量度的曲率为零,而在垂直方向上的曲率则与截出的那个圆相等。尽管曲率有多重性,仍然可以...

引力波的介绍
在爱因斯坦的广义相对论中,引力被认为是时空弯曲的一种效应。这种弯曲时因为质量的存在而导致。通常而言,在一个给定的体积内,包含的质量越大,那么在这个体积边界处所导致的时空曲率越大。当一个有质量的物体在时空当中运动的时候,曲率变化反应了这些物体的位置变化。在某些特定环境之下,加速物体能够对...

牛顿万有引力定律与爱因斯坦时空弯曲理论,有什么不同?
牛顿万有引力定律比较接地气,在现实中有许多方便理解的例子,便于应用于现实;爱因斯坦时空弯曲理论比较宏观,方便用于指导研究方向。

如何用时空弯曲解释自由落体运动
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时空弯曲的新突破,何为引力波呢?
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爱因斯坦说时间只是人的错觉,时间真的存在吗?
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现代文阅读:爱因斯坦引力波被证实:弯曲时空平行宇宙或可被发现!_百度...
在这一百年里,被誉为“人类认知自然最伟大的成就” 的广义相对论,一直在成长中:我们知道了时空的弯曲以及一些由时空弯曲可能产生的奇异事物,比如黑洞、引力波、奇点、虫洞甚至时间机器。在过去历史中的某些时期,甚至现在,其中有些事物被不少物理学家视为洪水猛兽般的怪物,对它们是否存在提出过强烈的...

请问爱因斯坦说的"广义相对论"是怎麼回事?
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几何...

平谷区14729406501: 弯曲时空 - 搜狗百科
依咱冠心: 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...

平谷区14729406501: 什么是时空扭曲? -
依咱冠心: 是抽象概念

平谷区14729406501: 时空扭曲是什么意思? -
依咱冠心: 爱因斯坦提出的广义相对论是现代物理学的奠基石,其要义是两个物体间之所以存在引力,是因为重力场使四维时空发生扭曲.1919年发生日食时的观测结果证实太阳的质量使星光弯曲.1976年,美国宇航局的重力探测A计划,把一个原子钟送...

平谷区14729406501: 时空弯曲本质是什么? -
依咱冠心: 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.

平谷区14729406501: 时空曲折是什么意思?具体到点,宇宙是否真实存在? -
依咱冠心: 时空弯曲是广义相对论对时空性质的一种描述,将狭义相对论中惯性系推广到更一般的参考系就是广义相对论,广相空间用数学上的微分几何来描述.曲率不处处为零的空间称为弯曲空间.初等平面几何所研究的对象是欧几里得空间(欧氏空间...

平谷区14729406501: 什么是时空曲率,又怎么弯曲 -
依咱冠心: 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,当光线经过一些“大质量”的天体时,它的路线是弯曲的,它将沿着“大质量”物体所形成的“时空曲面”前进.就像放在软床上的重球使床面弯曲一样.

平谷区14729406501: 时间和空间为什么是弯曲的? -
依咱冠心: 物质,时间,空间,,,,,姑咱,,哈哈,,,,,其实时间弯曲就是不同的地点具有着不同的时间 ,不同地点时间流逝速度不同,这是因为受引力作用而影响了当地时间流逝的速度,广义相对论认为,由于有物质的存在,空间和时间会发生弯曲,而引力场实际上是一个弯曲的时空.爱因斯坦用太阳引力使空间弯曲的理论,很好地解释了水星近日点运动中一直无法解释的43秒.引力很重要的啦,还有能量,,,

平谷区14729406501: 爱因斯坦广义相对论中的时空扭曲是什么意思啊! -
依咱冠心: 时空扭曲,根据相对论的解释,当一个有质量的物体体积趋于0时,其引力会达到无法想象的地步,从而改变空间,导致光都无法在其空间里逃避,进而形成时空扭曲.爱因斯坦预言的时空扭曲现象最近被科学家们在中子星附近观测到,中子星是目前人类在宇宙中可以观察到的天体中密度最大的一种.时空扭曲是爱因斯坦相对论的内容之一,目前,科学界还存在着争议 .

平谷区14729406501: 什么是弯曲时空
依咱冠心: 时间和空间是弯曲的 和磁场有关吧~~ 四维空间是一个时空的概念.简单来说,任何具有四维的空间都可以被称为“四维空间”.不过,日常生活所提及的“四维空间”,大多数都是指爱因斯坦在他的《广义相对论》和《狭义相对论》中提及的...

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