廣義相對論是什麼東西廣義相對論到底什麼意思

2021-03-05 09:21:48 字數 4827 閱讀 3159

1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(一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,從而建立一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。

2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瞭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,試著在一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一個非常大的質量。

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。

伽利略是第一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:

如果一個慣性系相對於一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一個均勻引力場而認為它(該慣性系)是靜止的。

讓我們來考查一個慣性系k』,它有一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』有一個相同的加速運動。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,在一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』是靜止的並且存在一個均勻的引力場。

通過假定k』靜止且引力場存在,我們將k』理解為一個伽利略系,(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。

廣義相對論到底什麼意思

3樓:wyp駱遙

廣義相對論理論描寫物質間引力相互作用的理論。

1、廣義相對論直接推匯出某些大質量恆星會終結為一個黑洞。

2、廣義相對論還預言了引力波的存在,現已被直接觀測所證實。此外,廣義相對論還是現代宇宙學的膨脹宇宙模型的理論基礎。

3、愛因斯坦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。

4、廣義相對論的兩個基本原理是:一,等效原理:慣性力場與引力場的動力學效應是區域性不可分辨的;二,廣義相對性原理:所有的物理定律在任何參考系中都取相同的形式。

4樓:之何勿思

廣義相對論是愛因斯坦基於如下思想的理論,即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。它將引力解釋成四維空間的曲率。

拓展資料:

廣義相對論問世後,德國物理學家史瓦西證明,如果把太陽壓縮成半徑3公里的球體,引力的強烈擠壓會使太陽密度無限增大,隨後產生災難性崩塌,使太陽的時空變得無限彎曲,在這樣的時空中,連光都不能逃出來!

由於無法反射光,崩塌後的太陽與宇宙就分割成兩個截然不同的區域,而那個分割的球面就是「黑洞視界」,即我們眼睛能看到的盡頭,超過這個盡頭,我們就看不見了。

也就是說,如果太陽變成黑洞,我們站在地球上就看不到太陽,卻能看見太陽前後的其它星球。這就是黑洞。

5樓:吮指原味冰淇淋

廣義相對論告訴我們,對於在一個引力場中不同高度的

觀察者而言,時間推移得不一樣。比如兩個一樣的十分精確的鐘,一個放在水塔的頂部,一個放在水塔的底部。在底部的鐘更接近地表,發現它走得更慢。

下面是《時間簡史》裡的小辭典給的註釋:廣義相對論是愛因斯坦基於如下思想的理論,即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。它將引力解釋成四維空間的曲率。

根據等效原理,慣性質量和引力質量是等效的---你站在一個空虛空間裡的升降機內,沒有引力,你自由漂浮;當升降機做勻加速運動時,你突然覺得升降機的一端是地板。可是,你無法判斷你是在做勻加速運動,還是處在一個均勻的引力場中(比如靜止在地球表面的升降機)。

由此,相對論的適用物件被擴大到相對靜止的觀察者。正如上面說的水塔上的兩個鍾,底部的鐘由於更接近地心,受到的引力更大,與狹義相對論中「運動得更快」是等效的,於是時間也過得更慢。

廣義相對論(generalrelativity) 描寫物質間引力相互作用的理論。其基礎有a.愛因斯坦於2023年完成,2023年正式發表。這一理論首次把引力場解釋成時空的 彎曲

6樓:雯科

狹義相對論告訴我們,對於相對運動的不同觀察者,時間推移得不一樣。比如雙生子佯謬。 廣義相對論告訴我們,對於在一個引力場中不同高度的觀察者而言,時間推移得不一樣。

比如兩個一樣的十分精確的鐘,一個放在水塔的頂部,一個放在水塔的底部。在底部的鐘更接近地表,發現它走得更慢。

下面是《時間簡史》裡的小辭典給的註釋:廣義相對論是愛因斯坦基於如下思想的理論,即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。它將引力解釋成四維空間的曲率。

其實廣義相對論是在等效原理的指導下對狹義相對論的擴充(引力場),要是你瞭解狹義相對論,那就好辦了。根據等效原理,慣性質量和引力質量是等效的---你站在一個空虛空間裡的升降機內,沒有引力,你自由漂浮;當升降機做勻加速運動時,你突然覺得升降機的一端是地板。可是,你無法判斷你是在做勻加速運動,還是處在一個均勻的引力場中(比如靜止在地球表面的升降機)。

由此,相對論的適用物件被擴大到相對靜止的觀察者。正如上面說的水塔上的兩個鍾,底部的鐘由於更接近地心,受到的引力更大,與狹義相對論中「運動得更快」是等效的,於是時間也過得更慢。

7樓:輿輪

相對論就是一門關於時空的幾何學說。

狹義相對論說的是: 不同參考系,觀察同一個物理現象,相當於把時空座標旋轉。而物理事實,則不會因為座標旋轉而改變。

也就是說,不同的觀察者,觀察到的物理事實是一樣的。

稍微半專業的說就是: 證明了麥克斯韋方程組 滿足洛倫茲協變。

狹義相對論在電動力學方面取得巨大成功。但是,萬有引力卻無法用時空座標旋轉來描述。

於是愛因斯坦引入了黎曼幾何, 使得萬有引力也成為了一種時空座標旋轉。

也就是說:廣義相對論下,萬有引力滿足了廣義協變。

你可以這麼理解,其實狹義相對論就是 4維空間的勾股定理。廣相的話,涉及微分幾何學........比較複雜,還是等高人給你說吧。

ps:1l 的 加速系與慣性系的等效原理,只是為了 實現 時空流形區域性 可以用 偽歐幾里德幾何 分析 的一個假設。可以說是一塊基石,但遠遠不是相對論的全部。

而"鐘慢"效應是時空座標旋轉的一個結果,而不是狹義相對論的實質。也就是說"鐘慢"效應,只是一個現象, 而不是原因。

新繁星客棧 >> 觀星樓 也許有你想知道的東西。

8樓:夏桑如翠

廣義相對論理論的意思是:天體物理學中有著非常重要的應用,它直接推匯出某些大質量恆星會終結為一個黑洞——時空中的某些區域發生極度的扭曲以至於連光都無法逸出。

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,它代表了現代物理學中引力理論研究的最高水平。

廣義相對論把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(一個二階非線性偏微分方程組)。

量子力學和廣義相對論哪個更難,廣義相對論和量子力學的矛盾在哪

這個要看你個復人某些方面能力制,看懂相對論不注重於bai數學du好,而注重於想 zhi象力,分散思維,逆向思維,只要dao你想象力好,能夠打破常規從而解放自已的思想!讓自己自由思考,想學懂相對論不是問題,最重要的是要多想,領悟!而量子力學我也看過,只不過量子力學很多東西只有公式沒有實際的物理意義,計...

怎樣學習廣義相對論?廣義相對論的基本原理

無法完全求解的廣義相對論。廣義相對論的物理基礎是狹義相對論。學習廣義相對論最重要的是掌握微分幾何和張量分析,這二者的基礎是微積分,解析幾何,高等代數和微分方程理論。廣義相對論的基本原理 廣義相對論是描述物質間引力相互作用的理論。其基礎由愛因斯坦於1915年完成,1916年正式發表。這一理論首次把引力...

求愛因斯坦的相對論(狹義相對論和廣義相對論)

狹義相對論是由愛因斯坦在洛侖茲和龐加萊等人的工作基礎上創立的時空理論,是對牛頓時空觀的拓展和修正。愛因斯坦以光速不變原理出發,建立了新的時空觀。進一步,閔科夫斯基為了狹義相對論提供了嚴格的數學基礎,從而將該理論納入到帶有閔科夫斯基度量的四維空間之幾何結構中。光速不變原理 真空中的光速對任何觀察者來說...