广义相对论效应VIP免费

3强等效原理强等效原理与时空弯曲与时空弯曲3强等效原理强等效原理与时空弯曲与时空弯曲9岁的爱德华:“爸爸，你为什么这样出名？”爱因斯坦：“你看见没有，当瞎眼的甲虫沿着球面爬行的时候，它没发现它爬过的路径是弯的，而我有幸地发现了这一点。”广义相对论广义相对论的基本原理的基本原理所有参考系都是平权的，物理定律必须具有适用于任何参考系的性质。强等效原理：在每一事件(时空点)及其邻域里存在一个局域惯性系,即与在引力场中自由降落的质点共动的参考系，在此局域惯性系一切物理定律具有狭义相对论的形式。注意到弱等效原理弱等效原理惯性质量=引力质量局域惯性系的惯性力局域惯性系的惯性力是引力的一种形式是引力的一种形式即即惯性力等效于引力惯性力等效于引力爱因斯坦电梯““引力场等效加速度”引力场等效加速度”？？如果说“引力场等效加速度”，此结论未免过于粗糙。事实上，引力场并非简单地等效加速度，应该是“引力场中任一点及其邻域，等效于同处存在一个局部自由降落的参考系—局部惯性系，在其中狭义相对论定律完全适用。”一个定性例子有P、P’两位观测者，P在远离球对称引力源无穷远的K系处；P’在爱因斯坦自由降落的K’系中，即P’所受的引力和惯性力抵消，处于失重状态。P所在的为全局惯性系，P’所在的即为局部惯性系。K系(局域惯性系):设有一宇宙飞船在星球引力场中自由降落,它从很远的地方O’(在那里星球引力几乎不存在)开始自由降落,经一定时间它到达距球心为r的地方P’.在此局域惯性系一切物理定律具有狭义相对论的形式。K’系(非惯性系)两种等效的观点：(1)星球参考系是相对惯性系K向上作加速运动的非惯性系K’,所谓“引力”不过是其中惯性力的表现。(2)星球参考系是个有引力场的静止参考系,这也是非惯性系。采用观点(1)当飞船离星体很远时，它对惯性系K静止，其固有时空间隔为dt’、dr’.到达星体附近时已具有速度2GMrv其时空间隔变为dt、dr222222211211221dt'dt'dtcGMcrdrdr'cdr'GMcrdrdr'GMdtdt'crvv粒子速度切换到观点(2)即K’是个有引力场的静止系。按等效原理,dt、dr应理解为无穷远无引力场处观察者测得引力场中的时空间隔，而dt’、dr’是引力场中观察者测得处的固有时空间隔。夲上式意味着：在引力场中发生的物理过程，在远处观察，其时间节奏比远处观察者当地的固有时慢，其空间距离比远处观察者当地的固有长度短。这就是引力产生的时空效应。引力的时空效应引力的时空效应引力场中的能量守恆关系引力场中的能量守恆关系设离引力场无穷远处引力势能为零设离引力场无穷远处引力势能为零212GmMmrv2GMrv引力的时空效应示意图星体附近的局域惯性系K’相对于惯性系K的速度为2GMrv按狭义相对论的洛仑兹变换：222222112112dt'dt'dtcGMcrdrdr'cdr'GMcrvv上式中dt、dr应理解为无穷远无引力场处（惯性系K）观察者测得引力场（局域惯性系K’）中的时空间隔。dt’、dr’是引力场（局域惯性系K’）中的固有时空间隔。引力的时空效应引力的时空效应可以得出以下结论在引力场（局域惯性系K’）中发生的物理过程，在远处（惯性系K）观察，其时间节奏比当地固有时慢，其空间距离比当地的固有长度短。广义相对论的时空描述广义相对论下的时空描述，对初学者说时空是弯曲的，不好理解。如果预先建立了“等效局域惯性系”的概念，则对应不同的引力场点的极小邻域有不同的局域惯性系，不同的局域惯性系中有不同的空间收缩和时间延缓，这样对整个的时空不再是平坦的也就比较好理解了。星体附近的局域惯性系K’相对于惯性系K的速度为2GMrv222222211211221dt'dt'dtcGMcrdrdr'cdr'GMcrdrdr'GMdtdt'crvv粒子速度上式意味着：在引力场中发生的物理过程，在远处观察，其时间节奏比远处观察者当地的固有时慢，其空间距离比远处观察者当地的固有长度短。这就是引力产生的时空效应引力的时空效应引力的时空效应222222211211221dt'dt'dtcGMcrdrdr'cdr'GMcrdrdr'GMdtdt'crvv粒子速度总而言之星体附近r处的局域惯性系K’相对于惯性系K的...