广义相对论的实验验证(ZT)

蒋闻铭
楼主 (文学城)

1915年广义相对论最初被发表之时,并没有得到稳固的实验证据支持,已知道的是它正确地解释了水星近日点的反常进动,并且在哲学层面,它令人满意地结合了艾萨克·牛顿万有引力定律阿尔伯特·爱因斯坦狭义相对论。1919年,光波引力场中的轨迹被发现似乎会弯曲,正如广义相对论所预测;但一直要等到1959年,一系列精确度实验才开始进行,从而准确地检验了许多广义相对论在弱引力场极限中的预测,并大大降低了理论于现实偏差的可能性。1974年起,拉塞尔·赫尔斯约瑟夫·泰勒等人研究脉冲双星的物理行为,其所受到的引力比在太阳系之中要大得多。无论是太阳系中的弱引力场极限,或是脉冲星系统中更强的引力场,广义相对论的预测已有相当优良的实验证据。

这是链接:

广义相对论的实验验证
蒋闻铭
老郭特别应该读一下 水星轨道近日点的进动 这一段。
郭大平
我相信时空弯曲。我想知道的是:太阳周围的时空,是如何弯曲的。首先,空间是如何弯曲的?其次,时间是如何弯曲的?
蒋闻铭
下面是Wiki的解释。我如果知道有这个,昨天就不跟您费那么大劲解释了。他比我说得明白。

爱因斯坦场方程(英语:Einstein field equations)是由阿尔伯特·爱因斯坦于1915年[1]广义相对论中提出。场方程定义引力为一种几何效应,而时空的曲率则是取决于物质的能量-动量张量[2]也就是说,如同牛顿的万有引力定律质量作为引力的来源,亦即有质量就可以产生吸引力,但牛顿的万有引力定律将引力描述成瞬时传播的力,而爱因斯坦认为并不存在所谓的“引力”,他从谐和座标的弱场近似得出弱力场的传递速度为光速,而且场方程只要通过近似手段,如弱场、静态、空间缓变,就能推出牛顿近似。

爱因斯坦重力场方程是用来计算动量与能量所造成的时空曲率,再搭配测地线方程,就可以求出物体在重力场中的运动轨迹。这个想法与电磁学的想法是类似的:当我们知道了空间中的电荷电流(电磁场的来源)是如何分布的,借由马克士威方程组,我们可以计算出电场与磁场,再借由劳伦兹力方程,即可求出带电粒子在电磁场中的轨迹。

仅在一些简化的假设下,例如:假设时空是球对称,此方程组才具有精确解。这些精确解常常被用来模拟许多宇宙中的重力现象,像是黑洞宇宙加速膨胀重力波。如著名的史瓦西解

这是原文链接: 爱因斯坦场方程
郭大平
这些数学公式,简直是天书,烦死了。有没有用大白话,描述时空弯曲的办法?
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eciel567
你发贴后, 我还想呢, 郭网友要看懂这些恐怕会很累! 果真啊, 他抱怨这是天书!哈哈哈哈!
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JSL2023
那你死定了。 要不你先把大白话搞出来:)
蒋闻铭
不知道这样说可不可以:牛顿说太阳会产生一个引力场,地球也会,这两个应力场相互作用,就是万有引力。
蒋闻铭
爱因斯坦其实说的是同样的话,但是他说有引力场就可以了,不用力。然后把牛顿力学,重新用自己的话,再说了一篇。
蒋闻铭
数学表达,更复杂,更一般。比方说牛顿力学,二阶导数,就用了加速度。他说方程里要加时间空间的混合导数。这些二阶导数,
蒋闻铭
只要不是零,代表的就是时空弯曲,都认作是零,就回到了牛顿哪里。
蒋闻铭
要从爱因斯坦回到牛顿,只要把光速变成无穷大就可以了。:)
露重烟微
您这如何弯曲是只要能解释为什么行星轨道是椭圆不是圆,还是有什么其它现象您也想一并解决的?
蒋闻铭
老郭的理解,可能是太阳来了,周围的时空,就弯曲了,就有了测底线,然后行星的轨道就定了。根本就不是这么一回事。:)
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eciel567
郭网友的感性思维, 你的理性思维, 两种思维方式碰撞在一起(彼岸此岸), 还挺好玩儿的! 哈哈哈!
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eciel567
郭网友的大白话讲得挺好,形象生动, 耶!
郭大平
张朝阳的讲解,还是天书。得到的印象是:万有引力是错误的,只有在低速,静态,弱场时,万有引力才正确(近似)。我理解的对吗?
蒋闻铭
爱因斯坦算行星轨道的方程里,如果把光速set成无穷大,就变成了牛顿的方程。
郭大平
我主要想解决能量子是如何相互作用的,或者说,协变量子场是如何相互作用的。或者说,时空单元是如何相互作用的。
郭大平
对对对,我就是想你这么描述。这,正是我想要的。
郭大平
光速不可能无穷大,所以,牛顿方程一定是错误的。可以这样说吗?
蒋闻铭
算精确轨道的时候,有各种摄动,爱因斯坦和牛顿的解的不同,是要在牛顿的解上,多加一个因为光速有限引起的小扰动。
蒋闻铭
没有什么科学是绝对正确的。都是人对自然现象的理解。爱因斯坦的理论,对比牛顿力学,是进步。没必要对立起来,强调谁对谁错。
蒋闻铭
科学不讲感性思维。不定量,不写方程式,讲物理天文,其实没法讲。这些科普的东西,这个弯曲那个什么样,当不得真的。:)
蒋闻铭
基本对,但是没有必要把两者对立起来。说一个比另一个更好比较合适。
露重烟微
量子理论只对标了狭义相对论,和广义相对论在引力方面还未达成一致。理论物理学还在作尝试,比如量子场论,弦理论,超弦理论等。
露重烟微
我建议您先从基础量子理论开始看起,未成功的理论先可以放放。
郭大平
说不定我一旦想清楚了我的思路,就解决了量子论和相对论的矛盾了呢?你一万个不信?
露重烟微
加油,上次我和人讨论上帝的问题,被问怎么才能相信上帝存在,我就说让上帝告诉我怎么统一量子论和相对论。
郭大平
正确答案说不定不是统一量子论和相对论,而是把这个两论全部否定掉,把两论扔进垃圾桶。