03.07 能通俗的講一下廣義相對論是個啥嗎?

地理那些事


廣義相對論是牛頓運動定律的終極版本。

也可以反過來說,牛頓運動定律是廣義相對論的最簡化版本。



那麼有人要問,終極版本和簡化版本,中間到底有什麼區別呢?區別在於,它們適用的條件,是不一樣的。最簡化版本,只能在平直座標(歐幾里得時空)裡,以及在低速情況下用。終極版本是可以在扭曲的座標(非歐幾里得時空)以及在高速的情況下用。

廣義相對論是怎麼推導出來的?

推導廣義相對論需要承認兩個哲學原理:馬赫原理和等效原理。

馬赫原理是說,所有的運動都是相對運動,所有的加速度也是相對的。這就是為什麼叫相對論。

等效原理是說,引力場的局部可以用做加速運動的慣性系代替。

任何物體行進的速度,包括空間彎曲的速度,引力波的傳播速度,都以光速為極限。超光速在廣義相對論框架內是不可能的。



廣義相對論是物理學的一部分,物理是人類對自然界的數學描述。

廣義相對論描述的是,物體的運動規律,在任意座標系下,在小於等於光速的任何速度下,運動規律的不變性。

狹義相對論描述的是,物體的運動規律,在平直座標下,在小於等於光速在任何速度下,運動規律的不變性。

牛頓定律描述的是,物體的運動規律,在平直座標下,在遠遠小於光速的事情況下,運動規律的不變性。

延伸閱讀1:和廣義相對論有關的著名科學家

第1位:可以與愛因斯坦比肩的女科學家,艾米諾特。艾米諾特給出了廣義相對論的純數學推導,讓廣義相對論建立在數學嚴格的基礎上,因此廣義相對論是最難被推翻的物理學定律。由此延伸,牛頓定律、狹義相對論都是最難被推翻的物理學定律。不僅如此,她還獨自證明了諾特定律,闡述了所有守恆性背後的原因。

第2位:亞歷山大佛裡德曼,給出了廣義相對論宇宙學的解。這個解表明,宇宙起源於一個點,然後就是bigbang大爆炸。

第3位:史瓦西,給出了廣義相對論天體演化的第1個解,一個不旋轉不帶電荷的黑洞。這個黑豆被稱為史瓦西黑洞,黑洞的視界半徑,被稱為史瓦西半徑。

廣義相對論場方程是偏微分方程,沒有解析解,只有在極端的條件下才會有解。在史瓦西給出了第1個解以後,另外的科學家分別給出了,旋轉不帶電黑洞的解,和旋轉帶電黑洞的解。

第4位:霍金。給出了廣義相對論場方程有解的邊界條件,這些條件被稱為能量條件。除此之外他還證明了一個奇點定理:如果奇點不被視界所包裹(出現一個裸的奇點),則物體在落向奇點的過程中會走類空測地線,出現違反時序的情況。

因為大自然不允許出現違反時序的情況,或者說大自然不允許人類看到違反時序的情況,因此所有的奇點都會被事件視界所包裹。這一假設又被稱為宇宙監督假設。

《星際穿越》電影裡就是男主人公進入了黑洞內部,在落向奇點的過程中,走了一條違反時序的類空測地線,而返回了過去,看到了她自己女兒長大的情況。



延伸閱讀2:愛因斯坦的著名粉絲。

證偽思想最初來源於愛因斯坦。卡爾波普爾是愛因斯坦的狂熱粉絲。卡爾波普爾把愛因斯坦的證偽思想上升到哲學的高度,並廣為傳播。科學的證偽主義,現在為絕大多數科學家所接受。卡爾波普爾還有幾個很有名的學生,其中一個最為大眾所熟知的叫索羅斯。

相關的這些人物及其事蹟,可以去小編的文章裡找。


華箋流香


你們講的都不夠通俗。

首先我們要知道什麼是狹義相對論,那就是光速不變。在所有人看來,光速都是一個常數。

比如兩個星球對著飛,速度都是接近光速。距離一光年,那是不是飛半年撞上?那你從其中一個星球上看,距離仍然是一光年,自己的星球不動,對面的星球並不是以兩倍光速飛過來,而是仍然以光速飛過來的。這樣需要飛一年才撞上,對吧。

從我們這看,飛半年,在他那兒看飛一年,時間是根據參照系變化的,是相對的。所以叫“相對論”。光速不變假設推出質能轉換,已經為原子彈和核工業的成功所證實。

但是,在不同的參照系看,距離都是一光年,空間不具有相對性。因為這個參照系是慣性參照系,也就是“勻速直線運動”的參照系。這顯然是個理論缺陷。狹義相對論仍然必須依賴一個“絕對不動”的“宇宙參照系”或者叫“以太參照系”才能存在。

廣義相對論的目的,就是要拋棄這個被科學家依賴了幾百年的“以太參照系”,因為明顯它純粹來自想象。

這樣,經過理論推算(太複雜,不介紹),從不同的參照系看,空間距離也就不是絕對的了,這就叫“空間扭曲”。 而且,質量也依賴於參考系,質量和加速度是等效的,它也可以扭曲空間。

比如日食的時候,太陽被遮住了,就可以看到和太陽距離非常近的星星。我們可以觀測到,這些星星的位置發生了變化。甚至於原本在太陽後邊的一顆星星,我們可以在太陽左邊右邊各看到一顆。

怎麼這麼神奇呢?因為光線在經過太陽附近的時候,被太陽引力所扭曲了。

但是,相對論的基本假設別忘了,光速不變,光是走直線的,或者說,光走的路線就是我們空間裡的直線。所以,是空間“被扭曲”了。

這就是廣義相對論最基本的皮毛。


名利不如閒86380201


這個就從從狹義相對論說起吧。

狹義相對論建立在光速不變原理和相對性原理兩大基礎之上,由此推論出三個成就,分別是“同時”的相對性、鐘慢效應和尺縮效應,並因此一舉解決了著名的邁克爾孫-莫雷實驗的疑難,這個實驗原本是要檢驗“以太”的存在,但狹義相對論認為只要人們放棄“絕對時間”的觀念,以太概念純屬多餘。說明一點,洛倫茲在這以前雖然也對該實驗做出了合理解釋,但在物理意義上和狹義相對論是完全不同的。

不過,愛因斯坦很清楚狹義相對論的缺陷,主要有兩個方面,首先,狹義相對論只適用於“慣性參考系(勻速運動)”,它的時空背景是平直的四維時空,沒有納入加速運動(旋轉運動);其次,無法將萬有引力納入狹義相對論。另外,狹義相對論中,對“慣性系”定義也出現了麻煩:一般來說,不受外力的物體,在其保持靜止或勻速直線運動狀態不變的座標系是慣性系;但如何判定物體不受外力?回答只能是,當物體保持靜止或勻速直線運動狀態不變時,物體不受外力,這是個死循環,需要解決。於是,愛因斯坦一不做二不休,將狹義相對性原理推廣到廣義相對性原理:´物理定律的形式在一切參考系都是不變的。並且還提出了革命性等效原理:引力場的動力學效應和勻加速運動是局部不可分辨的,是等效的。這兩大原理構成了廣義相對論的基礎。

因此,我們可以看出,廣義相對論是關於引力的理論,是狹義相對論的擴展。在廣義相對論中,萬有引力被描述為物質導致時空扭曲的效應,如費曼所說:物質告訴時空如何彎曲,時空告訴物質如何運動。


人擇原理


愛因斯坦通過將引力質量等於慣性質量這一物理現象提升為等效原理,建立了廣義相對論。由於引力質量與慣性質量是兩個不同的概念,將兩者在本質上劃等號,實際上就是將物質與空間聯繫在一起。所以,廣義相對論是關於物質與空間關係的理論。

當人的認識擴展到宏觀範圍以外時,作為物理背景的空間便顯現出了其存在的影響。廣義相對論所描述的,是在宇觀(大物質)領域,空間與物質相互影響和相互作用的規律。

比如,當光線經過大物質(太陽🌞)時,會使其運動的路徑彎曲。

比如,水星公轉的軌跡,會因太陽的轉動致使空間不再平直,而產生額外的進動。

比如,光子在離開太陽時,為克服空間的不對稱(引力場),而產生紅移現象,將其部分能量轉移給了空間。

由於當時人類對空間的認識才剛剛開始,尚處於初級階段,所以廣義相對論是關於物質與空間的唯象型理論。廣義相對論只建立了物質與空間的外在聯繫,卻沒有提供兩者之間互動的物理機制。

比如,廣義相對論並沒有將引力效應歸結為空間量子對物質的不對稱碰撞。

於是,廣義相對論只能唯象地將引力效應歸結為空間的幾何彎曲,卻並沒有進一步說明空間是由什麼構成的,也未能提供空間分佈變化的具體內容。

總之,廣義相對論是關於物質與空間關係的理論,該理論只建立了兩者的外在聯繫,卻沒有建立物質與空間相互作用的物理機制,是一個不完備的初級理論。


淡漠乾坤


說白了,廣義相對論就是把引力解釋為時空彎曲的理論。牛頓的經典力學提出了萬有引力,但沒有指出萬有引力產生的原因,即為什麼會產生萬有引力!

而廣義相對論給出了答案,認為引力是有時空彎曲引起的,引力只是時空彎曲的一個表象,任何具有質量的物體都會對周圍時空產生影響,會扭曲壓縮時空。

同時,廣義相對論認為引力質量和慣性質量是等效的,在局部我們無法分清是慣性質量還是引力質量,這也表明了物質運動對空間的影響!

廣義相對論剛提出時並沒有得到廣泛認可,因為它太具有顛覆性了。隨著人類探測水平提高,廣義相對論的不斷得到證實!

比如說水星近日點進動,引力紅移,引力波等都有力地支持了廣義系相對論。而前幾天首張黑洞照片的出現也證實的廣義相對論的預言!

廣義相對論是愛因斯坦腦洞大開的思維突破,如果說沒有愛因斯坦,狹義相對論也很快被發現,但廣義相對論需要等很多年才能被發現,甚至現在都不會被發現!


宇宙探索


我們先來做一個數學證明,證明0.99循環等於1,先設0.99循環等於x則滿足10x=9+x解得x=1,ok我們先拋開這個問題,我們來思考一個有趣的現象,我們這個宇宙的物質,要麼只具有的靜質量要麼只有動質量要麼具有靜質量卻不是完全光速,我們先來想象一下假如說你同時具有靜動兩種質量狀態,加上空間就是時間那麼你就具有了兩條時間軸,這就是五維空間!ok,再拋開這個問題,相對論說達到光速90%開始尺縮鐘慢就是摺疊時空,注意90%等於0.90小數點0可以捨去那就是0.9,注意0.9開始像0.99循環了,然後當你加速到99%光速時99%就是0.99更像0.99循環了這就是0.99循環等於1的物理意義,假設你是一個五維生物擺在面前有塊糖,你會發現一個有趣的現象,你吃了一塊糖世界還會冒出一塊糖,因為0.99循環是自然數,你只是吃了其中靜動質量一種狀態的糖,切割靜動質量狀態就是降維的方法,所以0維是點,1維是線,2維是平面,三維是空間,四維是時間,五維是速度,你超過光速宇宙就會崩塌,所以五維在宇宙之外,我們宇宙只有4維,4維的宇宙自然要有4維的粒子構成,所以電子是4維的,量子糾纏為什麼超光速其實是因為它是4維的,比我們人類高一維,它會摺疊時空在EPR悖論實驗中雙電子被打散的一瞬間通過它的波粒二象性交換了電磁波,被交換的電磁波要回去,我們三維人類習慣以路程除以時間來判斷速度,它是4維的它把一光年的距離摺疊成1米其實它的實際速度沒變只是走了捷徑你感覺它超光速了,其實它不是真正的超光速,真正超光速在五維!在宇宙之外!我們再來分析下為何相對論和量子力學無法統一,其實關鍵卡住人類的是引力子和引力相互作用與其它基本力的統一問題,其實我們宇宙大爆炸的奇點就是引力子,量子力學告訴我們的世界是由波構成的,其實不對,我們是由高維生物利用二象性切割五維空間的一個引力子的波構成的,被切割的波要回去,我們都是由引力子的波構成的,所以這就是牛頓說的萬有引力,這是切割成3維的,切割成4維的是相對論,所以相對論不是終極物理理論,所以奇點不是0維,不能產生我們的才是真正的0維,同理,我推測一定存在一個宇宙是叫做萬有斥力的宇宙或是維度,引力子和斥力子構成了原粒子的兩條時間軸,這就是引力的本質,我的理論解釋了奇點的性質,證明了時光機和任意門是可以通過一些手段發明出來的,證明了我們科學發明的終點,也為相對論和量子力學的統一存在可能!第二點我之前的頭條作品裡解釋了我們的世界是由五維空間的一個引力子通過切割它的波粒二象性的波構成的,我們來思考目前理論關於引力的認知就是兩點物質特性和空間特性(時空凹洞),其實我是要說黑洞壓的那個時空網就是引力子本身(5維),其實我們需要換個理解思路,我之前說五維是速度,速度是靜動質量產生的原因,黑洞逃逸速度超過光速這是靜質量在對抗速度壓迫引力子,宏觀物體運動速度達到或者超過光速這是動質量在對抗速度切割引力子的波線,再說的簡單點你就用切割磁感線產生電流一樣的理解思路,通過加速到光速是在切割引力子時空網波線獲得質量增大!我這裡有個比較大膽的猜測時空凹坑其實是速度維度以下的一種存在於3 4 5維度的一種特殊物理現象,世界是高維往低維建的,在某一段維度也許並不存在相對論時空現象,換個說法假設高維生物把黑洞拿出宇宙之外,廣義相對論並不存在了因為6維物質不受你靜(逃逸速度)動(運動速度)的制約了,那時候引力只與物質本身屬性有關了!這裡梳理下,任何物質都在對抗引力子,引力子就是時空網,對抗的本質是靜動質量的具備與強大,對抗引力子的結果表徵是獲得能量,你也可以理解為其實物質基礎維度本來就是5維,靜質量對抗的形式人類稱之為萬有引力獲得質量的方式是人類的理解的引力相互作用,動質量對抗的形式人類稱之為質能方程獲得質量的方式是切割引力子波感線表徵結果質能方程,引力本來只有兩種理解產生方式,一3維的牛頓公式,2五維的引力子波粒二象性的波粒聚合完整性,4維愛因斯坦的原因是對抗了引力子本身產生時空洞,6維宇宙引力原因就簡單多了


草莓蜜雨痕


狹義相對論是在經典物理學的基礎上重新審視了運動的視覺合成,把視運動,分解為物體矢量運動與相關信息矢量運動的雙重矢量合。

明確正視了信息在空間中的矢量傳播,

從而揭開了平權時空的相對佯謬,

而廣義相對論,基於光電磁波孤峰波速獨立穩定不變的特性,以光速為基準,重新構建了各種運動與光速基準標尺的相對關係,為宇宙構建了“統一“的絕對速度參照體系,

打個比方,狹義相對論是五線譜的手調譜,廣義相對論是五線譜的固定調大譜,

光電磁波孤峰波速,是絕對宇宙速度體系的基準○,

把各種運動物體的速度與光速的差值做為物休的“絕對速度”

廣義相對論試圖在相對運動中為宇宙萬物給出可以統一比較的絕對速度,


星輝650


\n

{!-- PGC_VIDEO:{"status": 0, "thumb_height": 360, "group_id": 6480792597043347981, "media_id": 52310171931, "vname": "VID20171025142610.mp4\

靈遁者國學智慧


好吧,就字面理解,一個叫廣的和一個叫義的兩人面對面的抬斜槓,故稱:廣義相對論。


一名普通老百姓


相對論,僅三字,卻概括了世上一切物噴不斷運動的狀態。說明物質都處在不斷運動變化之中,二物質向那裡運動,運動的速度如何?、只能說都是相對的。 相對論,我認為就是這個意思。


分享到:


相關文章: