广义相对论?
简单来说,爱因斯坦在一百多年前创立的广义相对论是一种引力理论,描述宇宙中天体的引力作用。关于引力理论,我们最早接触到的是牛顿在17世纪提出的万有引力定律。那么,爱因斯坦的引力理论与牛顿的有什么区别呢?
在牛顿看来,宇宙中任何有质量的物体之间都会存在引力作用。大到天体,小到细菌,引力作用始终存在。无论距离多远,都会存在引力,并且这种作用是瞬间产生的超距作用。根据万有引力定律,物体之间的引力正比于物体质量之积,反比于物体之间的距离。牛顿的万有引力定律非常成功,它解释了为什么苹果会落地,为什么地球会绕着太阳旋转,甚至还能预言此前尚未发现的海王星的存在。
但到了19世纪,天文学家发现万有引力定律存在缺陷。行星在绕着太阳运动过程中,每一圈的近日点其实都是不一样的,这种现象被称为近日点进动。越靠近太阳的行星,近日点进动值越大,水星近日点具有最大的进动值。
天文学家通过观测发现,水星近日点进动的观测值与通过万有引力定律计算出来的结果存在一些差异,观测值与理论值每个世纪相差43秒,这远大于观测误差,所以必然是理论出了问题。
直到20世纪初,爱因斯坦提出了广义相对论,水星近日点进动问题才得到完美的解释。根据广义相对论,空间不像牛顿所描述的那样是绝对平直的,而是会在质量和能量的作用下发生弯曲。在弯曲的空间中,天体与光都会沿着测地线运动,由此表现出引力效应。
根据广义相对论,太阳弯曲了周围空间,如果有光从太阳表面上方穿过,其偏转角度约为1.75角秒,这是通过牛顿引力理论计算出结果的两倍。不久后,爱丁顿借助日全食的时机,测量了背景恒星发出的光从太阳附近经过时所偏转的角度,结果与爱因斯坦的预言相符合,这进一步证实了广义相对论。
此后,广义相对论的几大预言——引力红移、引力时间膨胀效应、引力波,都被逐一证实,这奠定了广义相对论在现代物理学中的重要地位。广义相对论的一大实际应用是对导航卫星的时钟校准。由于导航卫星远离地球,所受地球引力作用较弱,所以星载时钟走得比地面时钟快一些。另外,还要考虑到狭义相对论所带来的钟慢效应。虽然这种时间差非常微小,但在导航卫星定位过程中会出现巨大的误差。因此,需要排除掉相对论造成的时间膨胀效应,导航卫星才能起到精确定位的作用。
迄今为止,广义相对论是描述宇宙引力现象最为成功的理论。万有引力定律只是广义相对论在弱引力场中的一种近似理论,但由于牛顿引力理论的形式更为简单,所以在精度要求不高时可以方便使用。
广义相对论被谁推翻?
爱因斯坦并非最后否定相对论,而是在之前的《广义相对论》中发现了错误,因此对之前所述错误部分进行否定并对其进行修改,而并非完全否定相对论。
况且《狭义相对论》的内容在他发表的时候就已经被大多数人认可,而《广义相对论》的真实性随着引力波被发现而被最终证明是正确的,因此现在的相对论本身并没有错误,而错误点在于人们对它的错误认识。之前爱因斯坦否定《广义相对论》的原因在于《广义相对论》中的引力场方程里宇宙项是否可添加,如今仍是一个疑点,但是有迹象表明引力场方程中宇宙项是极其重要,不可缺少的一项。
狭义相对论和广义相对论总结?
1、研究对象不同
狭义相对论主要是时间和空间的关系,就是在相对速度的参考系中的时间和空间关系。例如在相对於参考参考系的另一个以接近光速移动的参考系中的时间会相对延长,距离会相对缩短。
广义相对论主要是 处理引力和加速度等效的问题,牵涉到时空扭曲。
2、发表时间不同
狭义相对论(Special Theory of Relativity)是阿尔伯特·爱因斯坦在1905年发表的题为 《论动体的电动力学》一文中提出的区别于牛顿时空观的新的平直时空理论。
广义相对论(General Relativity) 描写物质间引力相互作用的理论。其基础有A.爱因斯坦于1915年完成,1916年正式发表。
3、使用时的背景时空不同
狭义相对论的背景时空是平直的,即四维平凡流型配以闵氏度规,其曲率张量为零,又称闵氏时空;而广义相对论的背景时空则是弯曲的,其曲率张量不为零。
广义相对论通俗解释时间?
广义相对论里光速是标准, 意思就是光速就是时间速度, 你若是越接近光速 那么从你身边流过的时间就越少, 相减就是时间现,在的速度当等于光速时, 时间值为0。
物体质量越大,引力场越强,对周围时空的扭曲越大,也就是超强的引力场导致时间进程变慢。
引力场等效于加速度,引力场越强相当于加速度越大,体现在比如物体从A达到B只需要极短的时间,因此看起来速度很快。时间变慢,既然说到慢,那就必须得有两个对比的参考系,才能谈的上哪个快哪个慢。
通常物理上所说的,是两个人本来处于同一参考系,其中一个人坐火箭或者通过其他方式加速到接近光速,然后我们就说这个人时间相对于原来的参考系时间变慢了。
广义相对论的优点?
广义相对论是由爱因斯坦提出的,其优点是推动了世界的高速发展。因为广义相对论可以预言很多的事情,最后都得了准确的证实,广义相对论是由很多的公式而组成的,根据公式可以推算出很多的结果,还可以在相对论中发现更多的理论。
在实验原子弹时,依据广义论精准计算,免受波及。
广义相对论三个公式?
1、广义相对论:R_uv-1/2×R×g_uv=κ×T_uv
2、狭义相对论:S(R4,η_αβ)
3、相对速度公式:△v=|v1-v2|/√(1-v1v2/c^2)
4、相对长度公式L=Lo* √(1-v^2/c^2)Lo
5、相对质量公式M=Mo/√(1-v^2/c^2)Mo
6、相对时间公式t=to* √(1-v^2/c^2)to
7、质能方程E=mc^2 相对论是关于时空和引力的理论,主要由爱因斯坦创立,依其研究对象的不同可分为狭义相对论和广义相对论。相对论和量子力学的提出给物理学带来了革命性的变化,它们共同奠定了现代物理学的基础。相对论极大地改变了人类对宇宙和自然的“常识性”观念,提出了“同时的相对性”、“四维时空”、“弯曲时空”等全新的概念。 不过近年来,人们对于物理理论的分类有了一种新的认识——以其理论是否是决定论的来划分经典与非经典的物理学,即“非经典的=量子的”。在这个意义下,相对论仍然是一种经典的理论。
广义相对论被推翻了吗?
目前还没有。广义相对论仍然是目前最完善的解析时间与空间关系,还有引力的运作方式的物理理论。
而且,一个世纪以来,它也被很多实验证明过。包括1971年的原子钟实验,科学家们发现飞机上的原子钟比地上的慢了几亿分之一秒,证明了狭义相对论是正确的。2004年NASA发射了“引力探测器B”,上面载有四台陀螺仪和1架望远镜,发现地球扭曲时空的曲度与爱因斯坦的方程所推测的分毫不差,说明广义相对论也无误。
现有的前卫新理论,从高能物理到量子力学,再到弦理论,其实都是以相对论的理论作为基础的。比起200年前牛顿靠直觉想出来的“静态时空观”,相对论不能算作是一个建立才错觉上的理论,虽然我们也不能说任何一个物理理论一定就是正确的,但是起码现在还没有发现它有错误。
所以,到目前为止,广义相对论经过了110年还没有被推翻,未来110年之内也很难有人能办到。
广义相对论和狭义相对论通俗解释?
狭义相对论:
1、光速恒定:无论在任何参照系下,光速恒定。这是相对论的首要前提。
2、时间膨胀:根据光速恒定,人们发现,当你快速移动的时候,你的时间在静止的观察者眼中是变慢的。比如一块手表以1/2光速前进,在观察者眼中他的时间是慢的,这就叫做时间膨胀。关于时间膨胀还有一个很著名的“双子佯谬”。
广义相对论:主要就是对“引力”的重新定义。牛顿发现了万有引力,认为有质量的物质会相互吸引,产生引力。但在爱因斯坦眼中,并不是产生了引力,而是有质量的物质导致时空弯曲,影响到了其他物质的运行。