爱因斯坦从狭义相对论到广义相对论经过了什么

2021-05-15 11:09:24阅读:385来源:历史网
标签: 爱因斯坦 宇宙
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现代科学中,宇宙学第一法则是相对论,粒子学第一法则是量子力学。相对论中又分为狭义相对论和广义相对论,那么问题来了,从狭义相对论到广义相对论究竟经过了什么?

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狭义相对论的两条基本原理是光速不变和惯性系等效。从这两条原理出发可以得到时间变慢,距离变短等一系列相对论效应。爱因斯坦继续研究广义相对论,不仅是为了升级,而是补救狭义相对论的,狭义相对论有漏洞,并不能自圆其说。

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惯性系就是漏洞,怎么确认惯性系?最基本的方法就是利用物体的“惯性”来确定惯性系,在平整的桌面上放一个玻璃球,如果玻璃球相对于桌面静止,桌面就是惯性系;推桌子改变桌子的运动状态,玻璃球会滚动,从滚动的玻璃球就可以确认桌面是非惯性系。

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确定惯性参考系的原理用文字描述是这样的:如果我们不能确定参考系的加速度,就确定参考系中不受力物体的运动状态,不受力的物体加速度为零的就是惯性系。

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这种确认方法会遇到麻烦,在太空舱中或是自由落体时都是失重状态,以太空舱为参考系,完全符合惯性系的条件,但是太空舱明明有向心加速度。自由下落的梯是不断加速的过程,但是电梯中的人感觉不到重力,也能得出惯性参考系的结论。

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而且一旦承认重力,还有另外一个问题:在一个没有重力的地方,如果参考系的加速度正好是重力加速度,在参考系中就可以感受到“重力”的存在。重力与加速度仍然无法区分。

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说好的惯性系等效,重力却可以随意造假惯性系。因为惯性和重力都和质量成正比,在参考系内部无法确定重力的存在。而同样是远程作用力,电场力只和电荷有关,利用电荷就能确认电场的存在。

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物质的电场力关联电荷属性,为什么物质的惯性和重力(万有引力)可以同时关联质量属性?物理规则中没有巧合,要么物质有两个质量属性,要么惯性和重力是同一种作用方式。

爱因斯坦……(此处省略一万字)天才的发现了广义相对论。

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广义相对论增加了两个原理是:引力是时空弯曲;引力和加速度等效。其实广义相对论解决问题的方式也很妙,既然狭义相对论无法分辨惯性和引力,广义相对论不是给出分辨方法,而是告诉我们确实分不开,它们都等效了,永远别想在参考系内部分辨惯性和引力。

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