广义相对论课堂一

1、广义相对论课堂6尺度收缩、时间膨胀,2011.9.26,课程安排,复习内容：尺度收缩新内容：狭义相对论原理（时空图：一个基本点+四条原理三大效应两面核心）疑问太多不愿意问了？例：球面三角形公式,CERNmeasuresparticlesmovingfasterthanthespeedoflight,neutrinostravelingfasterthanthespeedoflightabout60nanosecondsfaster.Suchanobservation,ifverified,wouldhaveenormousimplicationsforourunderstandingofthe

2、fundamentallawsofnature.同时相对性仅需要一个不变速度信号，超光速佯谬？相对论？相对论量子场论,教与学纲领No.1,先实物图示术语表达！三位一体ElieCartan几何体、坐标分量、抽象记号Weinberg1/31/2,钟尺当时当地读数测量结果,请学生讲述几个简单例子过程MITFrenchSR第4章：Itisveryimportanttorealize,asEinsteininessencepointedout,thattheroleofanobserverissimplytorecordcoincidences,i.e.,pairsofeventswhichoccura

3、tthesamespace-timepoint.钟尺网格vs时空图坐标网格？,尺度收缩,静止长度怎么测都行时空图运动长度必须在同时线上截取（各种网格下）和4.17题速度法一致、muons介子衰变=钟,尺度收缩推导后讨论,由C逆光线画出B实现了一种画出x轴的方法！如两端不同时测运动体长度.题由速度测的长度无效作业：换一个惯性系正交做一遍（下图：最容易看懂同时差项）不一定有长度欺骗,同时相对性与尺度收缩,定性一致：推导中时空图收缩或膨胀长度两端同时定量可以不一样用没用RP体现在时空图中=坐标轴正交“斜交=关于45度光线对称”无所谓因为有同时差，所以有尺度收缩AC+CD=AD牛顿时空图？绝对时间同时

4、线尺度收缩是相对的同时相对,、时间膨胀,双钟视角CD+DB=CB时间方向t一个坐标钟固有时，为什么称坐标时？另画一个时空图测量结果只用到1个钟还是2个钟同步化后有效,两个图如何分别对应时间膨胀和动钟变慢误导：运动是相对的MITFrench相对性推导过程其实并不重要，重要的是认识到固有时就是一个钟自己的读数，而前后经过两个异地坐标钟读数差是坐标（钟固有）时差固有proper=本征Eigengeit矩阵对角自己property自有财产,尺度收缩与时间膨胀时空图类似,RP体现在时空图中=坐标轴正交“斜交=关于45度光线对称”无所谓说明时间和空间有一定的对称性？空间3维破坏了此对称性？多维时间？突破口

5、=焦点=难点同时相对性波粒二相性,Thorne黑洞与时间弯曲第5页李泳译注：织女星距地球26光年，飞船6年就能到它的附近超光速？第520页注释6,、三大效应Lorentzboost,历史上Lorentz、Fitzgerald等电动力学长度Einstein同时相对性世界上最快推导,t-x交换对称时空图中反函数关于45度线y=x对称,7、Lorentztransformation时空距离不变,差分惯性系钟尺有时直接可用不要总是套Lorentz变换公式某习题集前5道题几何与坐标一体两面核心Lorentzinvariancevscovariance协变3类绝对区分合写成一个，不会混淆虚数？相对论最重要

6、特点、无所不在处处用,、总结结构图,第零和第一原理总是要用到光速不变同时差时空均匀RP坐标变换线性RP收放因子v同时差尺度收缩定量4.17时间膨胀Lorentzboost坐标变换时空距离不变加速观者原理：差分微分（几何）空间各向同性推广到维闵氏平直时空,第一原理牛顿第一定律定义了惯性系Landau力学时空均匀vs宇宙学时空均匀？光速不变最初让人惯性思维与相对性原理违背，不变=绝对在相对下成立时间和距离都相对，比值绝对逆推也要会：Lorentzboost效应等，前线性变换已用,Rindler加速钟尺（观者）原理,切线=t轴习题4.18作用在于：闵氏平直时空（微分）几何中曲线（加速世界线）长=固有

7、时（伪）黎曼几何同时也是此原理的验证！（无法验证无穷小）实验室测量量vs理论推算量证模式,三维,横向长度不变；速度有变！加速度！同时线=空间；3+1分解；第一性？visualization透视：机械制图、天才的13个思维工具圆柱体、Feynman宇宙k=+1、大尺度结构哈佛研究人员,闵氏四维时空,1907年10月，闵可夫斯基在哥廷根数学协会说：“以光的电磁理论为开端，在我们的时空观念中，一个彻底的变革似乎发生了。”第二年，在科隆举行的第八十届德国自然科学家与医生大会上，闵可夫斯基发表了题为“空间和时间”的热情洋溢的演说。他开宗明义地说：“现在我要向你们提出的时空观是在实验物理学的土壤上产生的，其力量就在这里。这些观点是根本性的。从现在起，孤立的空间和孤立的时间注定要消失成为影子，只有两者的统一才能保持独立的存在。”,时空图的一些技术,雷达回波定标Bondik-calculus分析DinvernoDoppler效应durationdilation时空图推导区分时间膨胀、直观缘由k因子vs因子横向Doppler光学（光行差效应Fr