廣義相對論是什麼廣義相對論是什麼東西?

2021-03-07 01:48:47 字數 5461 閱讀 2438

1樓:匿名使用者

廣義**式:r_ - \fracg_ r + \lambda g_= - 8 \pi t_

廣義論原理:由於慣性系無法定義,愛因斯坦將相對性原理推廣到非慣性係,提出了廣義相對論的第乙個原理:廣義相對性原理。

其內容是,所有參考係在描述自然定律時都是等效的。這與狹義相對性原理有很大區別。在不同參考係中,一切物理定律完全等價,沒有任何描述上的區別。

但在一切參考係中,這是不可能的,只能說不同參考係可以同樣有效的描述自然律。這就需要我們尋找一種更好的描述方法來適應這種要求。通過狹義相對論,很容易證明旋轉圓盤的圓周率大於3.

14。因此,普通參考係應該用黎曼幾何來描述。第二個原理是光速不變原理:

光速在任意參考係內都是不變的。它等效於在四維時空中光的時空點是不動的。當時空是平直的,在三維空間中光以光速直線運動,當時空彎曲時,在三維空間中光沿著彎曲的空間運動。

可以說引力可使光線偏折,但不可加速光子。第三個原理是最著名的等效原理。質量有兩種,慣性質量是用來度量物體慣性大小的,起初由牛頓第二定律定義。

引力質量度量物體引力荷的大小,起初由牛頓的萬有引力定律定義。它們是互不相干的兩個定律。慣性質量不等於電荷,甚至目前為止沒有任何關係。

那麼慣性質量與引力質量(引力荷)在牛頓力學中不應該有任何關係。然而通過當代最精密的試驗也無法發現它們之間的區別,慣性質量與引力質量嚴格成比例(選擇適當係數可使它們嚴格相等)。廣義相對論將慣性質量與引力質量完全相等作為等效原理的內容。

慣性質量聯絡著慣性力,引力質量與引力相聯絡。這樣,非慣性係與引力之間也建立了聯絡。那麼在引力場中的任意一點都可以引入乙個很小的自由降落參考係。

由於慣性質量與引力質量相等,在此參考係內既不受慣性力也不受引力,可以使用狹義相對論的一切理論。初始條件相同時,等質量不等電荷的質點在同一電場中有不同的軌道,但是所有質點在同一引力場中只有唯一的軌道。等效原理使愛因斯坦認識到,引力場很可能不是時空中的外來場,而是一種幾何場,是時空本身的一種性質。

由於物質的存在,原本平直的時空變成了彎曲的黎曼時空。在廣義相對論建立之初,曾有第四條原理,慣性定律:不受力(除去引力,因為引力不是真正的力)的物體做慣性運動。

在黎曼時空中,就是沿著測地線運動。測地線是直線的推廣,是兩點間最短(或最長)的線,是唯一的。比如,球面的測地線是過球心的平面與球面截得的大圓的弧。

但廣義相對論的場方程建立後,這一定律可由場方程匯出,於是慣性定律變成了慣性定理。值得一提的是,伽利略曾認為勻速圓周運動才是慣性運動,勻速直線運動總會閉合為乙個圓。這樣提出是為了解釋行星運動。

他自然被牛頓力學批的體無完膚,然而相對論又將它復活了,行星做的的確是慣性運動,只是不是標準的勻速。

2樓:匿名使用者

牛頓說:我們不能通過力學實驗測定慣性系

的速度。

麥克斯韋說:用我的電磁場理論恰恰可以測定慣性系的速度。

就在大家都認為麥克斯韋比牛頓更厲害的時候,有了愛因斯坦。

愛因斯坦說:不管你掌握多少物理定律,測定慣性系的速度都比咬自己鼻子還難。

於是有了相對論。

接著愛因斯坦又說:我們對於慣性系的結論可以推廣到非慣性係。

於是有了廣義相對論。

可以說廣義相對論對引力做出了一種解釋和預言,但是千萬不能說廣義相對論是乙個關於引力的理論,那樣說太表面了,廣義相對論的**是完全順著狹義相對論的產生而來的,雖然期間間隔了十年,它們都是試圖在物理理論中尋找對稱性的過程中被發現的。

3樓:宇之外

認為引力是彎曲時空本身的一種幾何屬性,質量會導致時空的彎曲,而時空的彎曲即是引力。

4樓:手機使用者

廣義相對論是2023年建立的描述引力的理論。

廣義相對論是什麼東西?

5樓:砸牛小頓的蘋果

廣義相對論是阿爾伯特·愛因斯坦於2023年發表的用幾何語言描述的引力理論(發表於《普魯士科學院會議報告》2023年,778-786),它代表了現代物理學中引力理論研究的最高水平。廣義相對論將經典的牛頓萬有引力定律包含在狹義相對論的框架中,並在此基礎上應用等效原理而建立。在廣義相對論中,引力被描述為時空的一種幾何屬性(曲率);而這種時空曲率與處於時空中的物質與輻射的能量-動量張量直接相聯絡,其****即是愛因斯坦的引力場方程(乙個二階非線性偏微分方程組)。

從廣義相對論得到的有關預言和經典物理中的對應預言非常不相同,尤其是有關時間流逝、空間幾何、自由落體的運動以及光的傳播等問題,例如引力場內的時間膨脹、光的引力紅移和引力時間延遲效應。廣義相對論的預言至今為止已經通過了所有觀測和實驗的驗證——雖說廣義相對論並非當今描述引力的唯一理論,它卻是能夠與實驗資料相符合的最簡潔的理論。不過,仍然有一些問題至今未能解決,典型的即是如何將廣義相對論和量子物理的定律統一起來,從而建立乙個完備並且自洽的量子引力理論。

愛因斯坦的科學定律,對所有的觀察者,不管他們如何運動,都必須是相同的(廣義相對性原理)。它將引力解釋成四維空間的曲率。

6樓:安巨集偉安瑩

廣義相對論的基本概念解釋:

在開始閱讀本短文並了解廣義相對論的關鍵特點之前,我們必須假定一件事情:狹義相對論是正確的。這也就是說,廣義相對論是基於狹義相對論的。

如果後者被證明是錯誤的,整個理論的大廈都將垮塌。

質量的兩種不同表述:

首先,讓我們思考一下質量在日常生活中代表什麼。「它是重量」?事實上,我們認為質量是某種可稱量的東西,正如我們是這樣度量它的:

我們把需要測出其質量的物體放在一架天平上。我們這樣做是利用了質量的什麼性質呢?是地球和被測物體相互吸引的事實。

這種質量被稱作「引力質量」。我們稱它為「引力的」是因為它決定了宇宙中所有星星和恆星的執行:地球和太陽間的引力質量驅使地球圍繞後者作近乎圓形的環繞運動。

現在,試著在乙個平面上推你的汽車。你不能否認你的汽車強烈地反抗著你要給它的加速度。這是因為你的汽車有乙個非常大的質量。

移動輕的物體要比移動重的物體輕鬆。質量也可以用另一種方式定義:「它反抗加速度」。

這種質量被稱作「慣性質量」。

因此我們得出這個結論:我們可以用兩種方法度量質量。要麼我們稱它的重量(非常簡單),要麼我們測量它對加速度的抵抗(使用牛頓定律)。

人們做了許多實驗以測量同一物體的慣性質量和引力質量。所有的實驗結果都得出同一結論:慣性質量等於引力質量。

牛頓自己意識到這種質量的等同性是由某種他的理論不能夠解釋的原因引起的。但他認為這一結果是一種簡單的巧合。與此相反,愛因斯坦發現這種等同性中存在著一條取代牛頓理論的通道。

日常經驗驗證了這一等同性:兩個物體(一輕一重)會以相同的速度「下落」。然而重的物體受到的地球引力比輕的大。

那麼為什麼它不會「落」得更快呢?因為它對加速度的抵抗更強。結論是,引力場中物體的加速度與其質量無關。

伽利略是第乙個注意到此現象的人。重要的是你應該明白,引力場中所有的物體「以同一速度下落」是(經典力學中)慣性質量和引力質量等同的結果。

現在我們關注一下「下落」這個表述。物體「下落」是由於地球的引力質量產生了地球的引力場。兩個物體在所有相同的引力場中的速度相同。

不論是月亮的還是太陽的,它們以相同的比率被加速。這就是說它們的速度在每秒鐘內的增量相同。(加速度是速度每秒的增加值)

引力質量和慣性質量的等同性是愛因斯坦論據中的第三假設

愛因斯坦一直在尋找「引力質量與慣性質量相等」的解釋。為了這個目標,他作出了被稱作「等同原理」的第三假設。它說明:

如果乙個慣性系相對於乙個伽利略系被均勻地加速,那麼我們就可以通過引入相對於它的乙個均勻引力場而認為它(該慣性系)是靜止的。

讓我們來考查乙個慣性系k』,它有乙個相對於伽利略系的均勻加速運動。在k和k』周圍有許多物體。此物體相對於k是靜止的。

因此這些物體相對於k』有乙個相同的加速運動。這個加速度對所有的物體都是相同的,並且與k』相對於k的加速度方向相反。我們說過,在乙個引力場中所有物體的加速度的大小都是相同的,因此其效果等同於k』是靜止的並且存在乙個均勻的引力場。

通過假定k』靜止且引力場存在,我們將k』理解為乙個伽利略系,(這樣我們就可以)在其中研究力學規律。由此愛因斯坦確立了他的第四個原理。

廣義相對論是什麼意思?

7樓:魘魅

廣義相對論的基本概念解釋:

在開始閱讀本短文並了解廣義相對論的關鍵特點之前,我們必須假定一件事情:狹義相對論是正確的。這也就是說,廣義相對論是基於狹義相對論的。

如果後者被證明是錯誤的,整個理論的大廈都將垮塌。

質量的兩種不同表述:

首先,讓我們思考一下質量在日常生活中代表什麼。「它是重量」?事實上,我們認為質量是某種可稱量的東西,正如我們是這樣度量它的:

我們把需要測出其質量的物體放在一架天平上。我們這樣做是利用了質量的什麼性質呢?是地球和被測物體相互吸引的事實。

這種質量被稱作「引力質量」。我們稱它為「引力的」是因為它決定了宇宙中所有星星和恆星的執行:地球和太陽間的引力質量驅使地球圍繞後者作近乎圓形的環繞運動。

現在,試著在乙個平面上推你的汽車。你不能否認你的汽車強烈地反抗著你要給它的加速度。這是因為你的汽車有乙個非常大的質量。

移動輕的物體要比移動重的物體輕鬆。質量也可以用另一種方式定義:「它反抗加速度」。

這種質量被稱作「慣性質量」。

因此我們得出這個結論:我們可以用兩種方法度量質量。要麼我們稱它的重量(非常簡單),要麼我們測量它對加速度的抵抗(使用牛頓定律)。

人們做了許多實驗以測量同一物體的慣性質量和引力質量。所有的實驗結果都得出同一結論:慣性質量等於引力質量。

牛頓自己意識到這種質量的等同性是由某種他的理論不能夠解釋的原因引起的。但他認為這一結果是一種簡單的巧合。與此相反,愛因斯坦發現這種等同性中存在著一條取代牛頓理論的通道。

日常經驗驗證了這一等同性:兩個物體(一輕一重)會以相同的速度「下落」。然而重的物體受到的地球引力比輕的大。

那麼為什麼它不會「落」得更快呢?因為它對加速度的抵抗更強。結論是,引力場中物體的加速度與其質量無關。

伽利略是第乙個注意到此現象的人。重要的是你應該明白,引力場中所有的物體「以同一速度下落」是(經典力學中)慣性質量和引力質量等同的結果。

現在我們關注一下「下落」這個表述。物體「下落」是由於地球的引力質量產生了地球的引力場。兩個物體在所有相同的引力場中的速度相同。

不論是月亮的還是太陽的,它們以相同的比率被加速。這就是說它們的速度在每秒鐘內的增量相同。(加速度是速度每秒的增加值)

引力質量和慣性質量的等同性是愛因斯坦論據中的第三假設

愛因斯坦一直在尋找「引力質量與慣性質量相等」的解釋。為了這個目標,他作出了被稱作「等同原理」的第三假設。它說明:

如果乙個慣性系相對於乙個伽利略系被均勻地加速,那麼我們就可以通過引入相對於它的乙個均勻引力場而認為它(該慣性系)是靜止的。

讓我們來考查乙個慣性系k』,它有乙個相對於伽利略系的均勻加速運動。在k和k』周圍有許多物體。此物體相對於k是靜止的。

因此這些物體相對於k』有乙個相同的加速運動。這個加速度對所有的物體都是相同的,並且與k』相對於k的加速度方向相反。我們說過,在乙個引力場中所有物體的加速度的大小都是相同的,因此其效果等同於k』是靜止的並且存在乙個均勻的引力場。

通過假定k』靜止且引力場存在,我們將k』理解為乙個伽利略系,(這樣我們就可以)在其中研究力學規律。由此愛因斯坦確立了他的第四個原理。

廣義相對論究竟講的什麼,廣義相對論到底什麼意思

廣義相對論 是一種關於萬有引力本質的理論。愛因斯坦曾經一度試圖把萬有引力定律納入相對論的框架,幾經失敗後,他終於認識到,狹義相對論容納不了萬有引力定律。於是,他將狹義相對性原理推廣到廣義相對性,又利用在區域性 慣性系中萬有引力與慣性力等效的原理,建立了用彎曲時空的黎曼幾何描述引力的廣義相對論理論。廣...

廣義相對論和狹義相對論都是什麼意思,為什麼要有廣義和狹義

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有誰能解釋下廣義相對論與狹義相對論的區別和關係,還有相對論在

相對論是一種哲學觀點。認為世界上一切都是相對性的,沒有絕對的事物。同時認為沒有相對性就沒有事物。比如,沒有高就沒有矮,沒有快就沒有慢,沒有大就沒有小,沒有反就沒有正。把相對論與物理學相結合就是相對論物理學,我們現在常簡稱相對論。相對論是站在相對性角度上對物理學的解釋。主要分為狹義相對論和廣義相對論兩...