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广义相对论有什么故事? 知乎??
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写回答广义相对论有什么故事?比如两个宇航员都以光速向相反的方向离去那个故事关注者1被浏览2,901关注问题
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Bio Redacted4 人赞同了该回答据说有记者采访爱丁顿,说:“我听说这个世界上只有两个半人懂得广义相对论,您怎么看?”爱丁顿是这么回答的:“嗯?那半个是谁?”??
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本回答节选自盐选专栏,有助于解答该问题。
盐选专栏名:
主讲人: 物理学家、科普作家爱因斯坦是如何提出广义相对论的呢?在提出狭义相对论的时候,爱因斯坦虽然知道了迈克尔逊的实验,但是他的出发点并不是以太不存在。提出狭义相对论之后,爱因斯坦回忆过,他在 16 岁的时候就想过一个思想实验。这个思想实验是这样的:假如你跟着光跑,你会看到什么呢?当然,后来爱因斯坦发现,你是永远追不上光的,因为光在任何惯性参考系中的速度都一样。提出狭义相对论之后,爱因斯坦开始思考的问题是,既然狭义相对论假定了伽里略相对性原理,那么,万有引力该怎么办?这是他发现广义相对论的开端。
可能你会问,万有引力这个问题和伽里略相对性原理有什么关系?我们回顾一下伽里略相对性原理:任何惯性参考系都是等价的,也就是说,在任何惯性参考系中,所有物理学定律都不变。狭义相对论解决了电磁理论问题,我们说了,只要两个惯性参考系中的时间和空间按照洛仑兹变换来联系,那么,麦克斯韦的电磁理论在两个惯性参考系中都成立。
可是,牛顿的万有引力定律看上去是个瞬时相互作用,什么意思呢?就是一个物体在一个时刻感受到另一个物体对它的万有引力,和两个物体在那个时刻的距离有关。很明显,这种定律在狭义相对论中不可能满足伽里略相对性原理。原因很简单,假如牛顿万有引力定律在某个惯性参考系中是瞬时相互作用,那么在另一个不同的惯性参考系中就不可能是瞬时相互作用,因为在这个新的参考系中,时间完全不同了,因为同时性变了。
这是 1905 年以后,爱因斯坦面对的困境:如何修改牛顿万有引力定律,使得新的万有引力定律遵循伽里略相对性原理。
其实,和爱因斯坦一样,有几位物理学家也在思考这个问题,但他们根本没有找到正确的出路,因为他们总是在狭义相对论中打转转。
也就是说,爱因斯坦后来发现的广义相对论,完全不同于狭义相对论。在广义相对论中,时间和空间弯曲了,而在狭义相对论中,虽然时间和空间密切相关,但它们没有弯曲。
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