Category: Relativity Theory

  • 狭义相对论和广义相对论科普

    狭义相对论产生的背景:麦克斯韦方程组定义了电场和磁场可以相互转化,但是麦克斯韦方程组和牛顿力学之间存在着冲突,麦克斯韦电磁场理论里的电磁波是恒定速度c传播的,爱因斯坦假设光也是一种电磁波,在不同的惯性参考系中都以恒定的速度c进行传播,然后对牛顿力学中的传统理论进行了推导得出的狭义相对论。 在实际的宇宙时空中,不存在惯性参考系,爱因斯坦做了等效性原理的假设,局部引力场中自由下落的参考系与无引力场的惯性系不可区分。 我悬浮在电梯里,你从里面完全无法区分我是悬浮在太空里(惯性系),还是在一个自由落体运动的电梯里(有地球引力的非惯性系),无法区分就是等价,就是说两者的在物理上是一样的。把相对论从惯性系推广到非惯性系,要让这一套思想真正的在不管有没有加速度都能使用,爱因斯坦成功了,后面这个在非惯性系里也能用的就叫广义相对论。 下一步学习路线: References

  • 时空弯曲示意感性直观图解及相关科普摘要

    引力并不是真正意义上的力,而是时空完全造成的假象,质量越大,对应的加速度就越大,有质量的物体会弯曲周围的时空,质量越大的天体,周围的空间和时间越弯曲。 牛顿额经典力学解释不了水星偏差现象,水星的轨道看起来像是花瓣一样的曲线,而非严格的椭圆曲线。 上图中,人在框子里,下方以固定加速度的引擎使得框向上运动,人的感觉就是和在地球上类似,这时在框内的电筒光线在框内人的观察来看则做了曲线运动,而在框外静止的人来观看,光纤仍为直线运动。 这样下来是不是牛顿万有引力定律就是不对呢?其实不是的,爱因斯坦的广义相对论是对伽利略和牛顿理论细微调整修正,并不是要彻底抛弃它们。万有引力定律目前仍然在航天实际使用上占有无可撼动的地位,而广义相对论在解释黑洞、计算脉冲双星的运行轨道发挥很大作用,到现在还在暗能量和引力波方面发挥它的作用。 个人来看可能的解释:可能不仅仅是质量大的原因引起时空弯曲,是由于质量和大质量的天体自旋的综合而引起时空的弯曲(或者质量就说明物体的组成部分存在着自旋,整体也会有自旋),现在的内容仅仅是一种思想性的,可以作为一种定性的假想或猜想,需要后面更多的专业了解和后面相关专业资深科学家的科研成果来计算和实验验证。 References