概念介紹黑洞
廣義相對(duì)論在天體化學(xué)學(xué)中有著極其重要的應(yīng)用:它直接推導(dǎo)入個(gè)別大質(zhì)量星體會(huì)終結(jié)為一個(gè)黑洞——時(shí)空中的個(gè)別區(qū)域發(fā)生極其的扭曲以致于連光都未能逸出;才能產(chǎn)生黑洞的星體最小質(zhì)量稱為昌德拉塞卡極限。
引力透像
有證據(jù)表明星體質(zhì)量黑洞以及超大質(zhì)量黑洞是個(gè)別天體(比如活動(dòng)星體核和微類恒星)發(fā)射高硬度幅射的直接動(dòng)因。光線在引力場(chǎng)中的偏折會(huì)產(chǎn)生引力透鏡現(xiàn)象,這促使人們就能觀察到處于遙遠(yuǎn)位置的同一個(gè)天體的多個(gè)成像。
引力波
廣義相對(duì)論還預(yù)言了引力波的存在(愛(ài)因斯坦于1918年寫的論文《論引力波》),現(xiàn)已被直接觀測(cè)所否認(rèn)。據(jù)悉,廣義相對(duì)論還是現(xiàn)代宇宙學(xué)的膨脹宇宙模型的理論基礎(chǔ)。[2]
時(shí)空關(guān)系
19世紀(jì)末因?yàn)榕nD熱學(xué)和(愛(ài)爾蘭物理家)麥克斯韋(1831~1879年)電磁理論漸趨建立,一些化學(xué)學(xué)家覺(jué)得“物理學(xué)的發(fā)展實(shí)際上早已結(jié)束”,但當(dāng)人們運(yùn)用伽利略變換解釋光的傳播等問(wèn)題時(shí),發(fā)覺(jué)一系列尖銳矛盾,對(duì)精典時(shí)空觀形成疑惑。愛(ài)因斯坦對(duì)這種問(wèn)題引力與相對(duì)論天體物理,提出數(shù)學(xué)學(xué)中新的時(shí)空觀,完善了可與光速相比擬的高速運(yùn)動(dòng)物體的規(guī)律,成立相對(duì)論。
狹義相對(duì)論是以兩條基本假定為前提推論下來(lái)的:
(1)光速不變?cè)恚杭丛谌魏螒T性系中,真空中光速c都相同,為299,792,458m/s,與光源及觀察者的運(yùn)動(dòng)狀況無(wú)關(guān)。
(2)狹義相對(duì)性原理:是指化學(xué)學(xué)的基本定理乃至自然規(guī)律,對(duì)所有慣性參考系來(lái)說(shuō)都相同。
愛(ài)因斯坦的第二種相對(duì)性理論(1916年)。該理論覺(jué)得引力是由空間——時(shí)間彎曲的幾何效應(yīng)(也就是,除了考慮空間中的點(diǎn)之間,而是考慮在空間和時(shí)間中的點(diǎn)之寬度離的幾何)的畸變導(dǎo)致的,因此引力場(chǎng)影響時(shí)間和距離的檢測(cè)。[3]
萬(wàn)有引力
廣義相對(duì)論:是一種關(guān)于萬(wàn)有引力本質(zhì)的理論。愛(ài)因斯坦以前一度企圖把萬(wàn)有引力定理列入相對(duì)論的框架,幾經(jīng)失敗后,他總算認(rèn)識(shí)到,狹義相對(duì)論容納不了萬(wàn)有引力定理。于是,他將狹義相對(duì)性原理推廣到廣義相對(duì)性引力與相對(duì)論天體物理,又借助在局部慣性系中萬(wàn)有引力與慣性力等效的原理,完善了用彎曲時(shí)空的黎曼幾何描述引力的廣義相對(duì)論理論。
狹義相對(duì)論
狹義相對(duì)論與廣義相對(duì)論:狹義相對(duì)論的時(shí)空背景是平直的四維時(shí)空,而廣義相對(duì)論則適用于任意偽黎曼空間,它的時(shí)空背景是彎曲的黎曼時(shí)空。
誕生背景發(fā)展過(guò)程
愛(ài)因斯坦在1905年發(fā)表了一篇闡述光線在狹義相對(duì)論中,重力和加速度對(duì)其影響的論文,廣義相對(duì)論的雛形就此開(kāi)始產(chǎn)生。1912年,愛(ài)因斯坦發(fā)表了另外一篇論文,闡述怎樣將引力場(chǎng)用幾何的語(yǔ)言來(lái)描述。至此,廣義相對(duì)論的運(yùn)動(dòng)學(xué)出現(xiàn)了。到了1915年,愛(ài)因斯坦場(chǎng)多項(xiàng)式發(fā)表了下來(lái),整個(gè)廣義相對(duì)論的動(dòng)力學(xué)才總算完成。