广义相对论课堂5引力红移时间膨胀检验和推论.ppt

1、广义相对论课堂5引力红移/时间膨胀检验和推论,2012.9.25,作业改为周四收发,收在课前 发在讲台或我下去 今天的可节后交,研究生课程冲突吗？,1.本科生课程安排：9月29日(星期六)上10月4日(星期四)的课程,原安排在9月29日（星期六）和9月30日（星期日）的课程停上,安排在10月6日(星期六)和10月7日(星期日)的课程正常进行。2.研究生课程安排：9月30日至10月7日的课程停上。9月29日（星期六）的课程正常进行。,批改后，你最好做什么？,例程活动：总结上次课主题,分解=LorentzEinstein=运动学引力,叠成乘综合效应,实际钟v0 推导钟固定v=0,水平平移vs斜坡平

2、移信号速度,列表比较三种推导,相同： 固定？同步轨道 近似？低速=弱场 牛顿or SR在原理上唯一区别 信号速度无限vs有限=,唯一工业应用极端重要,GPS 论文项目MIT材料,量纲分析dimensional analysis,C信号速度 G M、R,活动1：快速说明无量纲。思考20秒、写下或解释给邻座,记忆术,能量比,Action 2:推导比例=引力能/静质量能,条件：球天体质量M、半径R、均匀密度 1、什么叫束缚能？Binding energy? 引力束缚能=-牛顿（自）引力势能 分解、 2、用M、R= 3、比例 Martin Rees 7 Numbers in Universe,结果：引

3、力势能,Martin Rees,Just Six Numbers The Deep Forces that Shape the Universe,N 1036,示范：走时率比例差异,rate =N/T N=T,Action 2: local law = global effects local law=equation+measure，globally compare and verify.,三种推导讨论课,1：FF (2)、auxiliary clock辅助钟推导=思想实验示范！,dt为什么相等？ 如何区分坐标时和固有时 速度相对 优点LPI,思路图,前半,Einstein Equivale

4、nce Principle=EEP,WEP LLI=Local Lorentz Invariance LPI=Local Position Invariance,WEP,The trajectory of a point mass in a gravitational field depends only on its initial position and velocity, and is independent of its composition. 运动学力学其他物理LLI 点质量SEP FFFpreferred对应原理LIF,LLI=Local Lorentz Invariance,

5、The outcome of any local non-gravitational experiment is independent of the velocity of the freely-falling reference frame in which it is performed. local 非引力=失重自由下落FFF SEP 例：电磁精细结构常数测量 速度相对性原理 SR,LPI=Local Position Invariance,The outcome of any local non-gravitational experiment is independent of w

6、here and when in the universe it is performed. 局域非引力同LLIEEP vs SEP 何地引力红移实验GRE 何时物理学常数 上两者合起来时空position,活动3：测试你对实验的理解,时钟考题,牛顿版本的EEP,EEPMetric Theory,Metric theory,1、Spacetime is endowed with a symmetric metric g. 2、测地线 The trajectories of freely falling test bodies are geodesics of that metric. 3、lo

7、cal SR = LLI In local freely falling reference frames, the non-gravitational laws of physics are those written in the language of special relativity.,不同Metric theory,不同在于 1怎么来的决定引力场的场方程不同 Brans-Dicke scalar+tensor Einstein GR tensor,Vessot curved/warp spacetime as a wholeflat spacetime curved!关键要有Mi

8、nkowski观念,Schilds ladder,如何确定静止 无穷远精度 双曲加速 常引力场 倒数加速度vs平方反比,范式paradigm,作业：哪种推导 超距与场Ohanian提及 量子力学测量解释,不相容,推导时用的牛顿或狭义 结果却没有全局平直时空=没有全局惯性系（钟尺）LIF,弯曲时间,弯曲时空类比地球球面,弯曲直观=测地线减速偏离正曲率两次相交习题6.14,潮汐引力,径向拉伸+横向挤压 三种摆法 潮汐加速度=？测地线偏离加速度=曲率,Einstein转盘(匀速V) ：数量杆数目,L0=桌面测得外围周长 L=转盘系测得自身盘周长,量杆rod=ruler尺子,Ehrenfeist佯谬,非