狭义相对论和广义相对论
再来一勺相对论黑森林甜筒——由德国出生的物理学家阿尔伯特·爱因斯坦提供的黑森林甜筒。正如我们刚刚提到的,伽利略相对论,即使在牛顿物理学中做了一些调整之后,也被打破了。科学家们了解到光以恒定的速度移动,即使是在高速行驶的火车上。
因此,爱因斯坦提出了狭义相对论这可以归结为:物理定律在所有惯性系中都是一样的,光速对所有观察者来说都是一样的。无论你是在一辆破旧的校车上,一辆高速行驶的火车上,还是某种未来的火箭飞船上,光都以相同的速度移动,物理定律保持不变。假设速度和方向是恒定的,而且没有窗户可以透过,你就无法分辨你是在这三艘船中的哪一艘里旅行。
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但狭义相对论的分支影响着一切。从本质上讲,该理论认为距离和时间不是绝对的。
现在是第三个冰淇淋勺的时候了,这是爱因斯坦的又一个巨大的帮助。我们就叫它德国巧克力吧。1915年,爱因斯坦发表了他的著作广义相对论将引力纳入相对论的宇宙观中。
要记住的关键概念是等效原理,即向一个方向拉动的重力等于向另一个方向的加速度。这就是为什么加速电梯在上升时引力会增加,下降时引力会减少。如果重力等同于加速度,那么这就意味着重力(就像运动一样)会影响时间和空间的测量。
这意味着像恒星这样质量足够大的物体会通过引力扭曲时间和空间。因此,爱因斯坦的理论改变了引力本身的定义,从一种力变成了时空的扭曲。科学家们已经观察到时空的引力扭曲来支持这一定义。
原因如下:我们知道时间在轨道上过得比在地球上快,因为我们将地球上的时钟与距离地球质量较远的轨道卫星上的时钟进行了比较。科学家称这种现象为引力时间膨胀.同样地,科学家们也观察到在大质量恒星周围弯曲的直光束,我们称之为引力透镜效应.
那么相对论对我们有什么作用呢?它为我们提供了一个宇宙学框架,从中我们可以破译宇宙。它使我们能够了解天体力学,预测黑洞的存在,并绘制出我们宇宙的遥远区域。
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来源
- 福勒,迈克尔。“狭义相对论”。伽利略和爱因斯坦。2008年3月3日。(2010年9月2日)http://galileoandeinstein.physics.virginia.edu/lectures/spec_rel.html
- 引力透镜:天文学家利用爱因斯坦的望远镜科学日报。2009年2月24日。(2010年8月9日)http://www.sciencedaily.com/releases/2009/02/090220172053.htm
- Knierim,托马斯。“相对论”。大观。2010年6月10日(2010年9月2日)http://www.thebigview.com/spacetime/relativity.html
- 莱特曼,艾伦。“相对论和宇宙。”新星。2005年6月。(2010年9月2日)http://www.pbs.org/wgbh/nova/einstein/relativity/
- “相对论”。NASA的世界手册。2007年11月29日。(2010年9月2日)http://www.nasa.gov/worldbook/relativity_worldbook.html
- Ryden,芭芭拉。“狭义相对论”。俄亥俄州立大学天文系。2003年2月10日(2010年9月2日)http://www.astronomy.ohio-state.edu/~ryden/ast162_6/notes23.html
- 赖特,爱德华。“相对论教程”。加州大学洛杉矶分校的天文学。2009年9月4日。(2010年9月2日)http://www.astro.ucla.edu/~wright/relatvty.htm