广义相对论初步

1、、第三节：广义相对论初步，第六章：相对论和天体物理、狭义相对论改变了人们对时空观的认识，是革命性的突破。 但是，所讨论的各参考系统仅限于习惯系统，相互具有等速的相对作用，而且在二十世纪初只知道两种相互作用。 虽然是引力和电磁作用，狭义的相对论无法解决引力问题，万有引力定律不能被纳入相对论，爱因斯坦感到懊悔。 引言科学灵感是超逻辑的科学思考，而科学创新往往来自科学灵感。 爱因斯坦昼夜都在考虑如何解决狭义相对论的不足。 但是他说：“有一天，转机突然出现了。 我坐在伯尔尼专利局的椅子上，突然觉得一个人自由掉下来的话感觉不到体重。 令人吃惊的是，这个简单的推论实验对我产生了深刻的影响，把我引导到了重力

2、理论上。 我设想着落下的人继续加速的情况。 此时，他的感觉和判断发生在加速运动的参考系。 决定把相对论扩展到加速运动的参考系。 我认为这样做有可能同时解决重力问题”，一、广义相对论的基本原理、惯性质量和重力质量、地面静止、加速飞行、重力和惯性力都可以使物体加速落下，重力质量、惯性质量、2 .等效原理、21世纪，人类在空间站中长期生活， 为了克服失重带来的不良影响，空间站设计成大车轮，可以绕轴自转，而且各点都有向旋转轴的向心加速度，所以以空间站为参考系统，与其一起旋转的物体受到远离旋转轴的惯性力，即所谓的人工重力。非常习系和常习系、非常习系和常习系、加速运动的列车是非惯性参考系。 因为牛顿定律在

3、非常习系中成立，所以导入了惯性力。光滑的表面、和爱因斯坦指出物体会弯曲周围的空间和时间，如果物体具有较大的相对质量(例如恒星)，则该弯曲可以改变通过其旁边的其他物体的路径，即使是光也是如此。 二、广义相对论的时空结构，根据广义相对论，在局部习性系统内不存在引力的任何参考系统中，存在重力，重力引起时空弯曲，时空弯曲。 爱因斯坦发现了物质分布影响时空几何学的引力场方程式。 时间空间的弯曲结构决定了物体的运动轨道。 当重力不强、时间空间弯曲小时，广义相对论的预言有与牛顿万有引力规律和牛顿运动规律的预言一致的倾向，当时间空间弯曲大时，两者有差异。 广义相对论提出以来，水星近日点的异常运动、光频率引力的

4、红移、光线引力的偏转、雷达回波的延迟通过天文观测和实验得到了证实。 近年来，对于脉冲双星的观测，也为广义相对论预言提供了重力波存在的有力证据。 三、广义相对论的实验检验表明：1.水星近日点的进入爱因斯坦计算出离太阳最近的行星水星的椭圆轨道进入。 这是因为根据广义的相对论，它在围绕太阳的空间弯曲，将行星运动轨道再朝向太阳，不再是封闭的椭圆。 行星每转一周回到近日点，近日点的位置移动的现象被称为行星近日点的运动。 也得到了实验的实证，这是第一个广义相对论被证实的实验。水星的运动、水星最近的运动、光的引力的偏离，通常物体的引力场太弱，20世纪只能观测到由太阳引力场引起的光的弯曲。 由于太阳引力场的作

5、用，有可能观测到太阳后面的恒星，最大的观测时间是发生日全食的时候。 1919年5月29日，发生日全食的英国调查队分几内亚湾和巴西进行观测，证实了爱因斯坦的预言。 这是相对论的最初实证，是频谱引力的红移、广义相对论的预言，振荡器的固有频率取决于该处引力场的强弱。 引力场越强，振荡器的固有振动频率越低。 在重力场的作用下光源的发光频率移动到光谱下端(红端)的现象称为光谱线的引力红偏移。 由于钴57的放射性衰变放出的g线在不同高度上进行实验也能测定引力的红移效应，广义相对论中预测的引力的红移为2.4610 -15，实测结果为(2.570.26 ) 10 -15，两者很符合。 根据星的种类，宇宙有星的种类，体积小，但质量大。 被称为矮星，引力比地球低，矮星表面的时间经过慢，在地球上发光频率比哪个发光频率相同的原子低，看起来带红色的现象被称为引力红移，被称为引力红移，电波偏离，电波也可以看作能量低(质量小)的光子。 如果使用电波天文学望远镜，接收从太阳后面的电波天体发射的电波和从宇宙飞船发射的电波，还可以测定太阳的引力对电波的偏移效果。 近年来，用无线电天文学定位技术测得的偏移角度为1.7610.016，