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  • 1 # user3970051362046

    簡單來說狹義相對論討論的相當於牛頓理論的慣性系的運動學問題。基於真空中的光速不以觀察者所在的慣性系而改變,從而否定了光的傳播介質以太學說,而且認為一切物理現象在不同的慣性系裡都有同樣表現。對牛理論進行了改造。首先是時間與空間是不可分的。也即可形象的認為每個慣性系的每個位置都有一個時鐘。如一個勻速行駛的列車車頭有一個時鐘,車尾有一時鐘。而路軌沿線各位置都排列時鐘。在相對論裡的一個鐘如果拿到各處對錶等拿回原處會發現與原來留守的原來對好的表不一致了。如何對錶首先要在同一慣性系進行。如兩個表可以在它們中點同時向兩側發出光訊號,光訊號到達則表對好。如何同一慣性系裡對多個表?則以一個表為標準,約定好發光訊號時刻,其它表則以距離➗光速作為時刻延遲。不同的慣性系的表比如列車上的表,只能在瞬間比照鄰近的地面上的表。運動列車上的表也可用同樣的方式對錶。地面上測量運動列車的長是地面路基上兩個表在同一時刻一個車頭位置一個車尾位置之間的距離。這個距離要小於列車停止時的長度或者運動的列車上自己量的長度。這就是尺縮效應。鐘慢效應則是地面上的一個表與運動列車車頭上的表接近時比較,而後車尾上的表過來後再與之比較會發覺車上的表走的慢。注意鐘慢效應是地面上的一個表與列車上的兩個表比較的結果。這些可用狹義相對論的洛倫茲公式計算,而這個公式可由光速不以觀察者所在慣性系而改變推匯出來。狹義相對論解決了慣性系的運動學問題。因時間不再是獨立的加上時間後用四維時空來研究,這個時空為閔可夫斯基空間。

    廣義相對論則研究範圍更擴充套件,至非慣性系的問題,特別是引力問題。牛頓理論的引力即不同的物體之間的非接觸力(但其間有力場)。但愛因斯坦電梯思想試驗,會感覺到相當於引力的作用。又如在轉盤上的人如將其作為靜止的,但卻感覺到離心力,這些顯然不是牛的萬有引力。愛因斯坦認為它們可以等價。在廣義相對論裡引力作用被時空彎曲替代,即物質的分佈及狀態決定了時空的結構,使得時空彎曲了。一個物體(假定它對時空影響可忽略不計)。那麼它會由它的初始狀態決定沿四維時空的短程線運動。如果牛頓的觀點來看,不僅可以得知運動規跡而且每一時刻的位置狀態都確定了。相對論研究的是四維時空,一攬子解決問題。所以在廣義相對論裡,影響物體的運動不再是引力而是由於時空的彎曲而進行的慣性的運動。在空間平直情況即表現為牛頓第一定律慣性。對於廣義相對論有許多深刻的對時空的認識,就把主要的內容介紹一下。

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