时空弯曲:从狭义相对论到广义相对论的桥梁

寻琴观看商业 2024-11-08 01:27:07

爱因斯坦的狭义相对论提出后,其深奥的理论让许多人难以理解,尽管对其伟大之处表示赞叹,却难以真正领会其精髓。同时,也有人对该理论提出质疑,但爱因斯坦认为这些质疑源于对理论的误解。

然而,狭义相对论确实面临两个难题:首先,惯性系的定义问题。牛顿力学以绝对空间为基础定义惯性系,即相对于绝对空间静止或做匀速直线运动的参考系。

但相对论否定绝对空间的存在,导致惯性系失去了原本的定义基础,许多尝试重新定义惯性系的努力都以失败告终。其次,万有引力定律无法融入相对论框架。当时已知的两种力,电磁力和万有引力,前者与相对论完美契合,而后者却无法写成相对论的形式。

转盘实验与等效原理

爱因斯坦意识到这些问题的重要性,并将它们结合起来进行研究,最终认识到万有引力并非一般意义上的力,而是时空弯曲的表现。他指出,时空并非平直的,而是弯曲的。

我们通常想象的平直时空,其上的三角形三内角之和为180度。将平面弯曲(例如卷起一张纸)并不会改变其内禀曲率,三角形的内角和依然保持不变。

真正的弯曲时空,例如球面,其上的三角形(由短程线构成,因为球面上没有直线)内角和将大于180度。球面上的大圆周是连接两点间的最短路径。

爱因斯坦用旋转圆盘的例子来解释时空弯曲的概念。假设一个旋转的圆盘,沿着其边缘放置一圈尺子,尺子的首尾相接。

与静止圆盘相比,在旋转的圆盘上,需要更多把尺子才能铺满边缘。这是因为在外部静止观察者看来,圆盘边缘的尺子由于运动而发生长度收缩。

而沿着圆盘半径放置的尺子则不会收缩。因此,用收缩的尺子测量,圆盘的周长会大于2πR。此外,旋转圆盘上的时间也会变慢。圆盘边缘的时钟走得最慢,因为其线速度最大,而靠近圆心的时钟走得更快,与圆盘外的静止时钟接近。

圆盘上的观察者,如果无法感知外部世界,就不知道自己在旋转。他们会将尺子的收缩归因于惯性离心力,并将时钟的变化归因于类似万有引力的效应。

爱因斯坦由此受到启发,认为惯性力和万有引力在本质上可能是相同的,并提出了等效原理:惯性力和万有引力等效。基于此,他进一步提出万有引力是时空弯曲的结果。

从狭义到广义

需要注意的是,旋转圆盘的分析仍然属于狭义相对论的范畴,而非广义相对论。虽然爱因斯坦在分析中使用了非惯性系,但广义相对论和狭义相对论的界限并非是否使用惯性系,而在于时空是否弯曲。

旋转圆盘的例子中,三维空间发生了弯曲,但四维时空仍然是平直的。

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评论列表
  • 2024-11-09 15:52

    牛顿晚年研究上帝神学,是敬畏信任自然,他希望自然哲学与上帝协调一致。牛顿归纳万有引力是只能如此理解(公设),不知道为什么有引力而且确定明天还有???这种人类认知自然的极限困惑(终极因的因不可能知道,成了悖论斯坦利用的搞骗技巧),寄托于上帝是一种有效的共识方法。愚蠢的人居然为此贬低嘲笑牛顿,这些能改变牛顿的崇高和伟大吗?………自然绝对诚实有确定性,但自然宿命/决定论有复杂性::意识可以作用于人体(物质),清清楚楚比比皆是,对自然宿命具有广泛的扰动。而且,万物普遍联系持续发展,宿命的复杂现象有观测困难的不确定性(水往低处流隐藏了万有引力)。修建水坝不能改变自然法则,只是重复了一个已有的自然现象。———信任自然(唯物主义)观测归纳(真理)认知自然,有了真理才能有逻辑演绎论证应用推理,从来如此,只能如此,是人类生存包括科学的唯一根本。………所有自然规律都是对过去自然现象的观测归纳,为什么这些规律在未来还是那样???没人知道。只能信任自然(科学尽头)———唯物主义信念!!!将绝对诚实的自然想象成人格化的上帝或神,是一种有主观心理作用的信仰罢了。

  • 2024-11-09 15:52

    ⭕️时光倒流是数学当物理的骗术!都是毫无意义的思想实验。8分钟前的太阳光,几十亿年前的遥远星光,地层中几万年前的琥珀苍蝇,以及所谓的超光速观测,。。。只是影响一些意识信息,用光(超音速)观测雷电(来的快),用声音观测雷电(有滞后),都不能改变雷电本身。木啥实质影响。都是为了欺骗。钟摆移动到月球表面变慢了,时间定义还是没变,谁的时光倒流了???❌号称修正GPS原子钟的大笑话: 狭义相对论让星钟变慢,再来个广义相对论让星钟变快,你说这钟倒不倒霉?关键是反复修正还是不行(误差90%)!参见论文“部分相对论效应对北斗原子钟性能影响分析” ⭕️ 时间是观测经验(次数-先后)抽象理想化概念,如同长度、质量、圆pi数字文字等形而上学概念定义,不猜测任何真实,用于表达真实。观测同一对象100个结果,如何识别它们,时间!!时间是意识记忆序列的标识符,没有记忆就无法观测时间和运动变化。意识记忆有绝对顺序就是绝对时间,观测时刻就是现在,时间流动的感觉就是意识记忆在发生。——⭕️绝对时空清清楚楚无法改变,相对时空是数学虚幻,装神弄鬼白日做梦,只能是近似。宇宙时时处处可放羊???当然是鬼把戏。

  • 2024-11-09 15:54

    搞假说/无中生有不是科学,是鬼把戏/万能骗术!:::概念马,不是真马,也不是假说,是唯物主义形而上学,用于表达真马!想知道能不能趟过一条河,观测归纳就行了。搞假说想干啥???证明能过河当然是骗。大胆演绎细心观测归纳不行吗???“光速不变”“宏观微观不同”“高速低速差异”都是地地道道的猜测真实,是创造假说,光速不变违背相对速度自然真理,当然已经有效证伪!!!黎曼几何公设是形而上学,不稀奇,不是假说,无中生有的创造假说必然是骗!光速不变就是蛤蟆学水牛搞骗。———不知道哪个骗子能用10000个假说认知自己的后脑勺???………物理宇宙处处不同时刻变化,绝对时空清清楚楚无法改变。数学相对时空是虚幻,只能是近似。相对时空曰::宇宙时时处处可放羊。当然是万能骗术鬼把戏。

  • 2024-11-09 15:52

    ⭕️⭕️不是空间弯曲是道德弯曲。——— 引力本质是空间弯曲? 空间弯曲影响轨道还是影响受力?空间弯曲导致空间移动,空间跑掉了?如何观测?弯曲空间如何对质量有力作用?平直空间不认识质量??空间如何知道材料密度差异??骗子改变导弹和汽车的轨道方向是用力还是用空间弯曲?空间弯曲能弯住升空气球吗?活见鬼!体积太大会被空间卡死吗???水星椭圆进动轨道弯的套路不一样?👻两个质点靠在一起,质量引力的作用力和反作用力,空间往哪个方向弯呢?骗子知道吗?………人人可知空间静止可入,对物体没有力作用,没有空间弯曲是道德弯曲!!………质量随相对速度变化很有趣!相对速度无穷多,哪有高速低速之分?静质量是相对哪个速度参考系呢?各个方向相对速度不一样,难道各个方向质量不同吗?相对速度到处都是,明天还是。有原因和本质吗???………苏格拉底说,真理是唯一的,因果关系无穷多/不确定。❌不要搞道德弯曲,绝对空间的非惯性系变化才是真正的航天问题。

  • 2024-11-09 15:54

    解释光电效应是个笑话。物理机制根本没有涉及,对光谱特性,对光电子能量分布,对偏振和温度影响等都不能解释。是半知乱解,害大于利(笨蛋好于坏蛋)。发现光电效应是宝贵的金山,本是一条通往微观世界的大道。胡编解释光电效应不是真理,是毒药祸害,掩埋了科学真相阻碍了求知探索!!!………证明光速不变(全称命题)是胡编!光反射驱动光帆恰恰证伪了光速不变。多普勒效应和红移就是相对光速变化。光子进入引力场比如黑洞光速不变??光子穿越太空的引力偏折是光速不变吗???㊙️迈克尔逊-莫雷实验结果的理解::有质量的光子惯性运动,一点也不奇怪。光子对实验装置相对速度基本不变,两路速度差极小,地球重力对光子速度影响太小也测不到,近似为惯性系。

  • 2024-11-09 15:55

    ❌❌悖论斯坦,背叛数学由公理演绎证明特称命题的传统,号称证明全称命题公设公理。以光速不变假说祸害相对速度公理,数学冒充物理,祸害绝对时空,祸害能量质量引力等物理基本概念和认知方法,以二象性祸害自然科学认知的核心根基——同与不同的确定性,以创造假说冒充祸害公设形而上学。后谎言掩盖解释前谎言搞了一辈子,祸害数学,祸害物理,祸害哲学,祸害绝对真理,终身搞骗,祸害极大极深极广,100多年了,还在鼓吹骗子,居然成了一门生意?………一个恶贯灵魂的彻底的人类公敌!!!狗屎都有用,欺骗有啥用?观测归纳认知自然,从来如此,只能如此。迷信跪拜蔑视自然欺师灭祖的悖论斯坦,瞎搞科幻假说,人类将无法逃脱第六次地球生物大灭绝。———假说科幻骗子招摇过市,人人都沉默?科学还有希望吗???

  • 2024-11-09 15:53

    ❌质能方程是一个鬼把戏!!!能量的具体内涵是动能和势能,是物理公理规定的物理概念。物质质量是其不变的本质,能量是物质相互作用和运动变化的度量,是变化现象。数学都是基于公理的演绎,超越公理的理解当然是虚幻。动能和势能,都是相对的,由相对速度相互作用力决定(质量不变),是质量体之间相互作用的度量,是物质变化现象,不是物质的本质,咋能与单体质量等效???场无质量居然有能量???质能等效是脱离基本公理的数学虚幻,欺师灭祖蔑视自然,祸害基本概念和认知方法。———有人知道悖论斯坦的狗屁能量内涵是啥吗???………为什么木星象太阳一样自发光,它们的大气也相似??木星是裂变发光还是聚变发光??木星大气中的氦和氢有没有可能是裂变反应释放的???

  • 2024-11-09 15:55

    波与场的研究都是数学当物理,舍本逐末捉影弄鬼之术:::波只是一种粒子宏观时空分布不均匀,水波/沙丘波到处都有,都是质量的运动罢了,研究鸡毛的颜色(波与场)能认知鸡(物质)运动规律吗?还有波粒二象性??以干涉衍射现象否定光是粒子,又去解释粒子干涉衍射,不是笑话是什么??? ………场::只能由源完全确定,不可观测(源力不是场力,源能量不是场能量),物质的场到处飞吗?飞的方向如何确定?……地球场给你引力,你给地球场引力,然后地球场给地球引力。这是笑话!!!~~~场与波都是捕风捉影之法,意义很小,破坏巨大。……伟大的赫兹证明电磁波的实验,激励源都是电火花,感应接受也是电火花,显然是光子动能传播与光电效应,用了电磁波来解释而已。电磁波理论(尚未发现电子)只是基于宏观电磁观测的有用的数学方法,质量与力才是宏观微观物质世界的唯一根本,❌两朵乌云包括光电效应当然都是电磁理论的谬误,骗子借机祸害经典力学体系何益?

  • 2024-11-09 15:54

    证实/证明理论是骗术:::需要证明的真理/理论是骗,号称证明真理/理论也是骗!!!真理理论是无法验证的。作为预测未来的全称命题(全时空),证伪当然有效,证明/证实当然无效。号称证明XX论和万有引力定律,一天证明10000次,有用吗???实验只是证明了具体现象真。号称证明公理,假说冒充公设,肯定都是骗。所有自然规律都是对过去的观测归纳,未来是不变的,这个不可能知道原因,只能信任自然。为自然存在(有无)找原因也都是骗。真理不证自明无法证明,需要验证的理论是骗,号称证明理论也是骗!!!——相对真理也是骗术,真理是客观存在的绝对真理,人类诞生之前没有人类的观测,月亮不运动吗???引力有没有???都是显而易见!仰望星空信任自然的地心说需要认知进化,能否定绝对真理吗???地心说依据的现象变了吗?没有!号称相对真理是悖论斯坦蔑视自然欺师灭祖搞骗的伎俩。

  • 2024-11-09 15:53

    光速不变假说见证了高超的骗术!——— 任何全称命题证伪当然有效,证明/证实当然无效。全称命题光速不变违背相对速度自然公理,已有效证伪!!!任何数学演绎能推理出来全称命题“光速不变”吗???无论多少次实验能证明全称命题“光速不变”吗???任何实验精度能证明“光速不变”吗???光速不变只能是创造假说当然是骗。相对光速/光速变化/超越光速当然都是正常现象。 光子穿越太空的引力偏折是光速不变吗??光反射驱动光帆速度不变??相对速度变化导致多普勒效应和红移,是光速不变??光子离开黑洞速度变吗?光子进入黑洞速度也不变吗?掩盖谎言需要更多谎言!………光速常数c是经验公式的一个常数,不是光速不变,地球引力常数G当前还在努力提高观测精度。———量子不确定性原理如何解释光速不变这种无限的确定性???

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