愛因斯坦預言的檢驗廣義相對論的實驗是什麼

2022-05-01 21:17:11 字數 4946 閱讀 8669

1樓:生活小學問

驗證廣義相對論的實驗有三個,水星剩餘進動、光線彎曲和引力紅移。這三個實驗對於廣義相對論的驗證起到了至關重要的作用,因而被稱為廣義相對論的三個經典實驗。

愛因斯坦繼續運用歸納法,將不同概念的引力質量和慣性質量的表觀等價提升為等效原理,規定這兩個概念是完全相同的。於是作為物理物件的物質與作為物理背景的空間建立起了有機的聯絡。空間可以影響包括光子在內的任何物體的運動行為,而物質也可以使空間產生幾何彎曲。

2樓:遠巨集

光線在引力場中的偏轉、水星軌道近日點的進動、光譜線的紅向移動。

在廣義相對論的實驗驗證上,有著名的三大驗證。在水星近日點的進動中,每百年43秒的剩餘進動長期無法得到解釋,被廣義相對論完滿地解釋清楚了。

光線在引力場中的彎曲,廣義相對論計算的結果比牛頓理論正好大了1倍,愛丁頓和戴森的觀測隊利用2023年5月29日的日全食進行觀測的結果,證實了廣義相對論是正確的。

按照廣義相對論愛因斯坦城預言了三個重要效應

3樓:小魚教育

1、「如果蜜蜂從世界上消失了,人類也將僅僅剩下4年的光陰」。

2、時空扭曲理論:由於重力的作用 ,地球這樣大質量的物體在時空構成的框架結構中的存在本身,就會使時空框架發生扭曲。

3、地球這樣的大質量物體在時空結構中的轉動,會使時空結構與它一起運動。

奠定了經典物理學基礎的經典力學,不適用於高速運動的物體和微觀領域。相對論解決了高速運動問題;量子力學解決了微觀亞原子條件下的問題。相對論顛覆了人類對宇宙和自然的「常識性」觀念,提出了「時間和空間的相對性」、「四維時空」、「彎曲空間」等全新的概念。

愛因斯坦根據廣義相對論提出的三個語言

4樓:

三個預言是吧?一是水星近日點的進動,二是光線在引力場中的彎曲,三是光譜線的引力紅移

愛因斯坦的廣義相對論是什麼?

5樓:匿名使用者

相對論分為廣義相對論和狹義相對論

廣義相對論的基本概念解釋:

廣義相對論是愛因斯坦繼狹義相對論之後,深入研究引力理論,於2023年提出的引力場的相對論理論。這一理論完全不同於牛頓的引力論,它把引力場歸結為物體周圍的時空彎曲,把物體受引力作用而運動,歸結為物體在彎曲時空中沿短程線的自由運動。因此,廣義相對論亦稱時空幾何動力學,即把引力歸結為時空的幾何特性。

如何理解廣義相對論的時空彎曲呢?這裡我們借用一個模型式的比擬來加以說明。假如有兩個質量很大的鋼球,按牛頓的看法,它們因萬有引力相互吸引,將彼此接近。

而愛因斯坦的廣義相對論則並不認為這兩個鋼球間存在吸引力。它們之所以相互靠近,是由於沒有鋼球出現時,周圍的時空猶如一張拉平的網,現在兩個鋼球把這張時空網壓彎了,於是兩個鋼球就沿著彎曲的網滾到一起來了。這就相當於因時空彎曲物體沿短程線的運動。

所以,愛因斯坦的廣義相對論是不存在「引力」的引力理論。

進一步說,這個理論是建立在等效原理及廣義協變原理這兩個基本假設之上的。等效原理是從物體的慣性質量與引力質量相等這個基本事實出發,認為引力與加速系中的慣性力等效,兩者原則上是無法區分的;廣義協變原理,可以認為是等效原理的一種數學表示,即認為反映物理規律的一切微分方程應當在所有參考系中保持形式不變,也可以說認為一切參考系是平等的,從而打破了狹義相對論中慣性系的特殊地位,由於參考系選擇的任意性而得名為廣義相對論。

我們知道,牛頓的萬有引力定律認為,一切有質量的物體均相互吸引,這是一種靜態的超距作用。

在廣義相對論中物質產生引力場的規律由愛因斯坦場方程表示,它所反映的引力作用是動態的,以光速來傳遞的。

廣義相對論是比牛頓引力論更一般的理論,牛頓引力論只是廣義相對論的弱場近似。所謂弱場是指物體在引力場中的引力能遠小於固有能,力場中,才顯示出兩者的差別,這時必須應用廣義相對論才能正確處理引力問題。

廣義相對論在2023年建立後,愛因斯坦就提出了可以從三個方面來檢驗其正確性,即所謂三大實驗驗證。這就是光線在太陽附近的偏折,水星近日點的進動以及光譜線在引力場中的頻移,這些不久即為當時的實驗觀測所證實。以後又有人設計了雷達回波時間延遲實驗,很快在更高精度上證實了廣義相對論。

60年代天文學上的一系列新發現:3k微波背景輻射、脈衝星、類星體、x射電源等新的天體物理觀測都有力地支援了廣義相對論,從而使人們對廣義相對論的興趣由冷轉熱。特別是應用廣義相對論來研究天體物理和宇宙學,已成為物理學中的一個熱門前沿。

愛因斯坦一直把廣義相對論看作是自己一生中最重要的科學成果,他說過,「要是我沒有發現狹義相對論,也會有別人發現的,問題已經成熟。但是我認為,廣義相對論不一樣。」確實,廣義相對論比狹義相對論包含了更加深刻的思想,這一全新的引力理論至今仍是一個最美好的引力理論。

沒有大膽的革新精神和不屈不撓的毅力,沒有敏銳的理論直覺能力和堅實的數學基礎,是不可能建立起廣義相對論的。偉大的科學家湯姆遜曾經把廣義相對論稱作為人類歷史上最偉大的成就之一。

狹義相對論就是

狹義相對論是建立在四維時空觀上的一個理論,因此要弄清相對論的內容,要先對相對論的時空觀有個大體瞭解。在數學上有各種多維空間,但目前為止,我們認識的物理世界只是四維,即三維空間加一維時間。現代微觀物理學提到的高維空間是另一層意思,只有數學意義,在此不做討論。

四維時空是構成真實世界的最低維度,我們的世界恰好是四維,至於高維真實空間,至少現在我們還無法感知。一把尺子在三維空間裡(不含時間)轉動,其長度不變,但旋轉它時,它的各座標值均發生了變化,且座標之間是有聯絡的。四維時空的意義就是時間是第四維座標,它與空間座標是有聯絡的,也就是說時空是統一的,不可分割的整體,它們是一種」此消彼長」的關係。

四維時空不僅限於此,由質能關係知,質量和能量實際是一回事,質量(或能量)並不是獨立的,而是與運動狀態相關的,比如速度越大,質量越大。在四維時空裡,質量(或能量)實際是四維動量的第四維分量,動量是描述物質運動的量,因此質量與運動狀態有關就是理所當然的了。在四維時空裡,動量和能量實現了統一,稱為能量動量四矢。

另外在四維時空裡還定義了四維速度,四維加速度,四維力,電磁場方程組的四維形式等。值得一提的是,電磁場方程組的四維形式更加完美,完全統一了電和磁,電場和磁場用一個統一的電磁場張量來描述。四維時空的物理定律比三維定律要完美的多,這說明我們的世界的確是四維的。

可以說至少它比牛頓力學要完美的多。至少由它的完美性,我們不能對它妄加懷疑。

相對論中,時間與空間構成了一個不可分割的整體——四維時空,能量與動量也構成了一個不可分割的整體——四維動量。這說明自然界一些看似毫不相干的量之間可能存在深刻的聯絡。在今後論及廣義相對論時我們還會看到,時空與能量動量四矢之間也存在著深刻的聯絡。

物質在相互作用中作永恆的運動,沒有不運動的物質,也沒有無物質的運動,由於物質是在相互聯絡,相互作用中運動的,因此,必須在物質的相互關係中描述運動,而不可能孤立的描述運動。也就是說,運動必須有一個參考物,這個參考物就是參考系。

伽利略曾經指出,運動的船與靜止的船上的運動不可區分,也就是說,當你在封閉的船艙裡,與外界完全隔絕,那麼即使你擁有最發達的頭腦,最先進的儀器,也無從感知你的船是勻速運動,還是靜止。更無從感知速度的大小,因為沒有參考。比如,我們不知道我們整個宇宙的整體運動狀態,因為宇宙是封閉的。

愛因斯坦將其引用,作為狹義相對論的第一個基本原理:狹義相對性原理。其內容是:

慣性系之間完全等價,不可區分。

著名的麥克爾遜--莫雷實驗徹底否定了光的以太學說,得出了光與參考系無關的結論。也就是說,無論你站在地上,還是站在飛奔的火車上,測得的光速都是一樣的。這就是狹義相對論的第二個基本原理,光速不變原理。

由這兩條基本原理可以直接推匯出相對論的座標變換式,速度變換式等所有的狹義相對論內容。比如速度變幻,與傳統的法則相矛盾,但實踐證明是正確的,比如一輛火車速度是10m/s,一個人在車上相對車的速度也是10m/s,地面上的人看到車上的人的速度不是20m/s,而是(20-10^(-15))m/s左右。在通常情況下,這種相對論效應完全可以忽略,但在接近光速時,這種效應明顯增大,比如,火車速度是0。

99倍光速,人的速度也是0。99倍光速,那麼地面觀測者的結論不是1。98倍光速,而是0。

999949倍光速。車上的人看到後面的射來的光也沒有變慢,對他來說也是光速。因此,從這個意義上說,光速是不可超越的,因為無論在那個參考系,光速都是不變的。

速度變換已經被粒子物理學的無數實驗證明,是無可挑剔的。正因為光的這一獨特性質,因此被選為四維時空的唯一標尺。

愛因斯坦的廣義相對論是怎麼發現的?

6樓:梅秀雲焉嫻

廣義相對論

廣義相對論是愛因斯坦(albert

einstein)在2023年發表的理論。愛因斯坦提出「等效原理」,即引力和慣性力是等效的。這一原理建立在引力質量與慣性質量的等價性上(目前實驗證實,在10

−12的精確度範圍內,仍沒有看到引力質量與慣性質量的差別)。根據等效原理,愛因斯坦把狹義相對性原理推廣為廣義相對性原理,即物理定律的形式在一切參考系都是不變的。物體的運動方程即該參考系中的測地線方程。

測地線方程與物體自身故有性質無關,只取決於時空局域幾何性質。而引力正是時空局域幾何性質的表現。物質質量的存在會造成時空的彎曲,在彎曲的時空中,物體仍然順著最短距離進行運動(即沿著測地線運動——在歐氏空間中即是直線運動),如地球在太陽造成的彎曲時空中的測地線運動,實際是繞著太陽轉,造成引力作用效應。

正如在彎曲的地球表面上,如果以直線運動,實際是繞著地球表面的大圓走。

7樓:仵孝完甲

測量地球與兩顆恆星組成的三角形的內角和,其中太陽在這個三角形中間.

測量結果內角和略小於180度,證明太陽的存在使得周圍的空間發生了彎曲——拓展:2023年,第一次世界大戰結束的時候,馬上有幾個英國物理學家投入到了檢驗廣義相對論理論的實驗之中,這個實驗就是星光偏折實驗。

星星,在夜空中眨著眼睛。其實,這些我們人類肉眼能看到的星星,至少離我們地球有幾光年甚至更遠。

那麼遠的距離,對地球人來說,星星發過來的光就是一束平行光線。但是,因為地球是在太陽的引力場中運動的,所以我們可以使用廣義相對論的語言:這束平行光線也是一根「類光測地線」。

因為廣義相對論使用的數學工具是微分幾何學,所以測地線的方程很容易用微分幾何的語言寫出,因此可以從數學的角度來描述星光在引力場中的運動軌跡。希望能幫到你,望採納,謝謝加油!

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...

愛因斯坦的「廣義相對論」包括什麼

簡單地說,廣義相對論的兩個基本原理是 一,等效原理 引力與慣性力等效 二,廣義相對性原理 等效原理所有的物理定律在任何參考系中都取相同的形式。等效原理 分為弱等效原理和強等效原理,弱等效原理認為引力質量和慣性質量是等同的。強等效原理認為,兩個空間分別受到引力和與之等大的慣性力的作用,在這兩個空間中從...

求愛因斯坦相對論全文,愛因斯坦的相對論原文(中文版)

普通物理學1 一 伽利略相對性原理和經典力學時空觀 慣性系 一個不受外力或外力合力為0的物體,保持靜止或勻速直線運動不變,這樣的參考系,叫慣性參考系,簡稱慣性系。新想法 如果認識到非貫性系力產生的原因,在進行物理實驗時將此力 慣性力 一併計算,那麼就與跳出非慣性系,在慣性系中實驗得到一樣的結論,就可...