你是知道相对论三个字,还是内容点这里
爱因斯坦,这位世界上最伟大的物理科学家,提出的相对论被众人所熟知的是“相对论”三个字,今天我们来走进爱因斯坦相对论的内容和发展的过程。 男神——爱因斯坦爱因斯坦年的理论仅限于匀速运动。年他把这个理论推广为一切运动的相对性理论。 广义相对论根据三个公设:第一,广义相对性原理,根据这个原理,一切坐标系统对于物理现象的描述都是等价的;第二,等效原理,按照这个原理,惯性质量等于引力质量,这个原理是根据所有的物体都有同样的加速度这一事实;第三马赫原理,按照这个原理,在引力场中,空间的性质是由物体的质量决定的。 因此广义相对论提供了一个引力理论,并且实际上把引力归结为时空性质。引力的立场,被时空连续区的曲率所代替。引力现象受到由物质决定的非欧几里得的时空连续区的几何性质制约。这个极为深奥的理论,得到了全世界的注意,有素养的数学家们致力于更完满地解释或者更进一步地概括。 苏黎世的H·韦尔和英国剑桥的爱丁顿,在广义相对论中做出了包括电现象的解释。加利福利亚州,伯克利的托尔曼、巴黎的卡坦、马萨诸塞州的剑桥的伯克霍夫,采用了别的新奇的观点。在这个领域的研究者数量增加到很大的比例,人们保持着一种批判的态度,但是也有少数人坚决反对这个理论。在反对者当中有C·L普尔、T·J·J西伊,Ph·勒纳和P·潘勒韦。 一批观察天文学家和实验物理学家,致力于检验广义相对论。迄今为止,没有一个实验物理学家展示了跟广义相对论相矛盾的实验。讲到对这个理论的一些检验,我们要提到,按照广义相对论所得出的行星的运动,稍微不同于牛顿的万有引力定律所得到的结果。例如水星椭圆轨道的长轴,在一个世纪里应当绕着太阳转动43’’。 勒维列在年,纽科姆在年,实际上已经发现了水星轨道近日点的运动,每世纪约有43’’,他们不能根据牛顿力学来解释它。这样一来,相对论似乎解释了牛顿力学难以解释的现象。纽科姆在以后的计算中得到41弧秒。但是,相对论和观察事实之间密切的一致性,还受到天文学家格罗斯曼的干扰,他严格的审查了纽科姆的工作,并且对大量的观察资料以多少不同的挑选和处理方法,而在一组资料中得到近日点的运动为每世纪增加29’’,在另一组资料中得到的是每世纪增加38’’。 按照格罗斯曼的说法,在爱因斯坦的理论数值和他自己的数值之间有14’’和5’’的误差。根据相对论,偏心率较大的椭圆轨道的近日点运动也较大,就像水星一样。对于偏心率小得多的其他行星,由相对论所预言的近日点的运动非常小,以至都不能察觉。 按照广义相对论,当光线通过引力场时他会偏离他的直线路径。当发生日食时,太阳附近的恒星变得可见,并能被拍照,如果把这样的恒星照片和在夜晚时的同一颗星的照片相比较,在日食期间的星体的表现相对方位,能跟其他时候它们的方位相比较。 光线的弯曲会改变星体的表观位置,年,皇家天文学会和伦敦皇家学会,派出探险队到巴西的索布拉尔,和西非的普林西普岛,在那里得到了能很好的证实理论结果的资料,更精密的证明是由利克天文台的台长W·W·坎贝尔和R·特朗普勒提供的,他们当时参加W·H·克罗克的日食远征队,到西澳大利亚的沃拉尔,观测了发生在年9月21日的日全食。坎贝尔发现了星象的1.72’’的角位移,而爱因斯坦的预言值是1.74’’。 关于恒星表面上产生的光谱线跟地面上同一元素产生的光谱线相比时,向红端移动的预言是对广义相对论的另一个检验。在太阳里,这个效应非常小,以至很难测量它。在年以前,德国的观测者声称发掘了氰带的红移,可是其他的观察者,特别是威尔逊山的圣约翰得到了否定的结果。 年圣约翰在太阳光的条铁光谱线中成功地测量到了红移。他断定,这种明显的不一致的红移,不单是由于相对性,而且也是由于多普勒效应和当光通过太阳大气层时出现了微分散射。他证明,要区分这三种效应是有可能的。年,威尔逊山的W·S·亚当斯从一个重恒星中观察到光谱朝向红端的移动。 惊人的是狭义相对论在原子论中的应用,解释了光谱线的精细结构。说来奇怪,这个非常抽象的相对论得到了广泛的注意。人们处处都被他推导出来的明显的佯谬所吸引或排斥,喜剧演员在这个理论中发现了他们艺术表演所需的材料。 相对论的哲学意义,伦曾说:“一般地说,理论物理学最新进展的特征之一是,新的概念和原理,并不要求放弃旧的理论。早期的理论在以后的理论中作为一种极限情形出现。这可以用许多例子说明,但我将把自己限定在相对论上。这里,牛顿的理论是狭义相对论的极限情形,狭义相对论是广义相对论的极限情形,在我看来黑格尔的原理是,物理学思想发展的最好的表述。黑格尔的原理是,较低阶段的真理包含在发展的较高阶段的真理之中。” 男神——牛顿用爱因斯坦的话说:“没有一个人会肯定地认为,牛顿的伟大创造会真正地被这种或其他任何一种理论所代替。他清晰而广阔的观念,作为我们已经建立的现代物理学观念的基础,将永远保持其意义。”
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