爱因斯坦相对论中的“时空弯曲”,在常人看来简直荒谬至极,到底是怎么个弯曲法?
爱因斯坦相对论中的“时空弯曲”,在常人看来简直荒谬至极,到底是怎么个弯曲法?
-----
网友解答:
-----
谁证明了时空弯曲?所谓时空弯曲就是荒谬!是无可奈何臆想的东西!
宇宙是灵性的宇宙。一切现象都是灵性(即宇宙怪力)构成。
湖北老潘
《宇宙怪力》发现者
-----
网友解答:
-----
爱因斯坦把引力解释为时空弯曲,这确实是思想上的一大飞跃。那么,爱因斯坦为什么会提出这样的想法呢?
在狭义相对论提出之后不久,爱因斯坦发现,万有引力定律不符合相对性原理,表明这个引力理论是有局限性的。由于任何质量的物体做自由落体运动,它们的运动规律都是一样的,这与物体的质量和组成没有任何关系。爱因斯坦想到,引力在本质上或许就不是力,而其实是几何效应。
这个思想上的突破,最终促使爱因斯坦创立了一种与万有引力定律不同的引力理论——广义相对论。在广义相对论看来,质量体弯曲了空间,导致物体会沿着弯曲空间运动,这样就产生了引力作用。
至于三维空间是如何弯曲的,为了便于理解,一般都以二维平面作为示例。想象一张平坦的二维平面,其中有重物压在上面,导致平面被弯曲。如果有其他物体靠近这个弯曲空间,它就会沿着其中的空间路径运动。如果用三维空间来表示空间弯曲,应该是下图这样子:
爱因斯坦的想法非常成功,因为广义相对论的很多预言,比如引力透镜效应、引力波,最终都被高精度实验的所证实。
-----
网友解答:
-----
时空弯曲是爱因斯坦广义相对论里的核心理论,是他的一个重大发现。这个发现现在已经被无数的观测事实所证明。
爱因斯坦广义相对论认为,任何物质的存在会对周边的时空产生扰动,这种扰动就是时空弯曲,这种效应在大质量物体周围就会非常明显。
比如一颗大质量恒星,从其旁边经过的任何物体,都会由于时空的弯曲而改变路径,就连光线也不例外。
这个理论很好的解释了万有引力的本质。一个大质量天体扭曲了周边的时空,形成了一个时空漩涡,途径其附近的物质就会被这个漩涡所捕获,只有通过速度才能逃逸或者不掉入漩涡底端,撞向这个天体。
在地球上这种速度就叫做三个宇宙速度,即环绕速度、脱离速度、逃逸速度。其中逃逸速度是相对于太阳而言。
很多年来,天文学家们发现水星近日点存在反常的进动想象,实际观测之比理论观测值差了43秒,这个问题一直困扰着科学家们,无法解释。一直到广义相对论出台后,人们用这个引力弯曲理论,才解开了这个谜团。
相对论关于时空弯曲理论,还预言了许多宇宙天文事件。
爱因斯坦预言,遥远星光穿过太阳边缘时偏转的角度,是牛顿引力理论计算结果的两倍,这个预言被英国天文学家爱丁顿组织的日全食实验所证实。
由于时空的弯曲,爱因斯坦还预言了时间在大引力场中会放慢、光从大质量天体表面发射出来时会产生红移想象等等,这些都得到了精确的验证。
时空弯曲理论还预言了宇宙是动态的,宇宙中存在引力黑洞,后来天文学家们发现了黑洞;大质量天体导致的时空扭曲会产生引力透镜效应,使经过其中的光线被放大,根据这个原理,科学家发现了遥远距离本来不可能发现的恒星;天体运动还会产生引力波,尽管引力波导致的时空涟漪很微弱,但科学家们经过百年努力,还是最终发现和证实了它。
这些世纪预言经过无数科学家们孜孜不倦观察实验,都一一得到了验证,从而越来越证明了相对论理论的伟大。
现在网路上一些对爱因斯坦相对论肆意贬损大言不惭的,基本都是一些愚昧的反智反科学群体。
这些人从来也没有认真的了解过相对论,对相对论的基本内容以及一百年来科学界的实践活动毫不知情,凭着自己一点吃饭拉屎的生活常识就胡说八道。
其实在现代生活中,我们社会文明进步的一切来源都起始于科学家们的发现和发明,其中也不乏相对论的贡献。
不要说宇宙观测和航天活动处处都得遵循相对论一些定律,就是日常生活也到处蕴含着相对论的影子。
比如核能源、核医疗、卫星定位、gps导航等等,这些现代科技里面都有相对论的贡献。
相对论已经成为现代科学的基础理论,没有相对论,现在的很多科学研究就要中断,社会文明进步就会受到挫折。
时空弯曲理论实际上是在牛顿经典力学基础上的一次重大飞跃,它纠正和修正了牛顿万有引力在高速状态下的一些误差,解释了万有引力的本质,为人类对宇宙万物的认识开启了一扇新的窗口。
这就是时空弯曲,时空弯曲本身看不见摸不着,但可以通过其影响发现检测计算出来。根据这个理论,科学界发现了很多没有看到的星体,而且后来都被一一证实。
时空通讯观点,欢迎点评讨论。
“维权骑士”版权保护之原创作品,侵权必究。
-----
网友解答:
-----
广义相对论中的“时空弯曲”一点都不荒谬,只不过离普通人的常识略微有点远而已。但实际上也并不算太远,无非就是说时间不是完全均匀的流逝过程,有时候快、有时候慢;空间也一样,尺度也是有变化的,取决于引力场状况。只要真正弄清楚了,就会知道确实就是那么回事。
按一般常识,光是直线传播的,也就是说光走过的路程就是直线。看下图a:
这个图表示的是在人们日常生活环境下仰望星空时的普通常识。但如果在特殊条件下,比如光在传播的过程中路过一个质量非常大的天体,比如太阳,那么情况就会发生变化。如下图b所示:
从图中可知,当恒星发射来的光经过太阳附近时,由于太阳强大引力场的作用,光的传播就会发生弯折。在这种情况下,地面观察者所看到的恒星视位置,也就是光按直线传播所应该出现的位置,与其实际位置并不一样。那么怎么才能知道这一点呢?很好办,就是与不经过太阳时的观察结果对比一下,便可明了。1919年,英国科学家爱丁顿在南非对太阳日食进行观测,就是依据的这个道理。观测结果表明,爱因斯坦所预言的引力场导致时空弯曲,与观测结果完全符合。这就证明了广义相对论的正确性。
当然,这里面不仅仅意味着空间是弯曲的,而是说时间也与空间连为一体都是弯曲的,只用空间弯曲,无法得到正确结果,只有将时空连在一起,才能得到符合观测结果的理论预言。
实际上,整个宇宙包括地球表面,平直时空只是个近似,而弯曲时空才是普遍现象。但在地球表面的日常生活环境下,这种弯曲效应微乎其微,不考虑它的存在也并不会对人们的日常生活有多大影响而已。
一家之言,欢迎拍砖!
-----
网友解答:
-----
其实在常人看来,许多物理现象都是荒缪至极的。常人会认为某些物理规律很抽象,很不可思议,他们崇尚简洁,认为抽象的东西是不靠谱的,这也是民科反智的原因所在!
其实什么是抽象?什么是具象直观?这压根就没有标准,不是因为生活中常见的逻辑就是简洁的,也不是我们很难见到的量子纠缠就是抽象的。这在于我们对生活中信息的接收量远远多于生活之外的信息,习以为常的事物变得不再抽象,不习以为常的事物第一次出现在你面前你会很不自然。
大部分人一辈子可能都不会研究相对论,而大部分人一辈子都非常熟悉人际关系。所以人际关系中的规律就显得比物理规律直观而明了!其实真实的大自然既有生活中的规律,也有大家不常见的自然规律!
我们回归正题,时空弯曲难理解吗?其实一点都不难,听我慢慢道来
如果直接告诉你空间是弯曲的,你肯定会感到无厘头,因为这完全违背直观的生活体验,我们从来没有见过也感受不到弯曲的空间。但是弯曲空间却隐藏在常识知识的推理之中。
即便按照每个人都懂的逻辑进行推理,你也会明白空间弯曲的道理!
其实对时空弯曲的理解一定要明白等效原理。鉴于题主完全不了解这些知识,我就不废话地讲概念了。我尽量通俗化的叙述
我想大家都坐过电梯吧。电梯上下加速的时候,你总是能感受到加速度,有的人甚至会产生心慌的感觉。如果我问你,把你蒙上眼睛,再送到电梯中,你还能感受到自己身处电梯中吗?答案是依旧能,因为你能感受到向下的加速度,你会有失重的感觉。
那我现在问你,怎么才能让你蒙上眼睛也感受不到你此时就处在电梯中呢?
其实很简单,就是让你所在的电梯上升的加速度等于地球表面的重力加速度9.8m/s²。
那好,现在把你的所在的电梯用9.8m/s²的加速度发射到宇宙深空中,并且周围一光年内都没有星体对你造成引力干扰。
因为你所在的电梯和地球有着同样的重力加速度,那么你会站在电梯里不至于飘起来,这感觉就和站在地球表面一样。 那么试问:你怎么判断你是站在地球上,还是在太空中以9.8m/s²的垂直于电梯底部向上加速运动呢?
答案就是:只要你不看电梯外面的景象,你是无法察觉你到底身处宇宙中还是在地面上。
如果这个时候,你用一个红光笔,平行于电梯底部照射在电梯内壁上,这光线在你看来没有任何改变。倘若地球上的人能观察到电梯内部的情况,那么地球人看到的这条光线就是弯的!
为什么呢?
因为这束光线是在电梯内部发射的,电梯还有向上的加速度,而光线还有水平于电梯底部速度(也就是光速),这就像是高中学的抛物线一样。
这是垂直于电梯底部向上的加速度和水平的光速合成的路径,所以地球人看起来就是弯曲的光线。(你或许会说,地球人观察的光线会超光速,因为电梯里的光线还有电梯的加速度,但是我们观察的光速依旧不变,光速可以按照空间/时间算出,空间改变了,光速还不变,能改变的就是时间了。)
其实电梯里的人也有质量,地面的人也有质量,不过一个是在以重力加速度飞行,一个是在地球的引力场上,其实他们的质量是相同的,前者就是惯性质量,后者就是引力质量。因为前者可以通过F=ma算出质量,后者可以通过万有引力公式算出质量。
所以这就告诉我们,不要在意引力质量和惯性质量的区别
天文数据告诉我们:光线在经过太阳周围会发生弯曲。但是你可以认为这个太阳不存在,把太阳的引力替代成其表面加速度就行。所以这时候的光线就有一个前进的光速和垂直前进方向的加速度,所以光线会弯曲。
是不是这样理解一下就明白为什么光线经过太阳会弯曲了,就好像是空间弯曲了一样。其实空间只是一个宽泛的概念,它是通过物质的分布来体现出的。物质在引力场周围普遍会弯曲,也就证明空间是弯曲的。其实时间和空间是一个整体,空间弯曲了,时间也必然弯曲。
这就是时空弯曲,天体质量越大,引力就越大,其时空弯曲越显著。所以飞船在经过黑洞视界外的时候,时间会相对于地球过得很慢!
------------------
推荐阅读:
上一篇:什么是敏感肌肤?