如何解釋一下廣義相對論和狹義相對論?

如何解釋一下廣義相對論和狹義相對論?
4 個回答
郎福华
2017-08-06

廣義的相對論是指相對概念的論述,最常見的相對概念是大-小、多-少,相對於1,10是多的,相對於100,10是少的.通常所說的相對論,特指愛因斯坦相對論.。

狹義相對論不僅包括如時間膨脹等一系列推論,而且還包括麥克斯韋-赫茲方程變換等。狹義相對論需要使用引入張量的數學工具。狹義相對論是對牛頓時空理論的拓展,要理解狹義相對論就必須理解四維時空[1],其數學形式為閔可夫斯基幾何空間。

現在對於物理理論新的分類標準,是以其理論是否是決定論來劃分經典與非經典的物理學,非量子理論都可以叫經典或古典理論。在此意義上,狹義相對論仍然是一種經典的理論。

火星一号
2017-08-06

如何解釋一下廣義相對論和狹義相對論?

這裡只能簡單介紹一下相對論,稍微瞭解一下這個理論的一些基本內容,畢竟沒人敢說真正理解相對論啊。在二十世紀初,愛因斯坦相繼創立了狹義相對論和廣義相對論,給經典物理學帶來了變革,翻開了現代物理學的全新篇章。

狹義相對論

在經典物理學中,時空是絕對的,但狹義相對論指出時空是相對的。狹義相對論有兩大基礎:其一是相對性原理,物理定律在所有的慣性系中都是相同的;其二是光速不變原理,光速在所有的慣性系中保持一個恆定常數。由此可以得出幾大推論:

1)動尺變短

如果一根尺子以一定的速度運動,則觀察者將會測量到這根尺子變得比靜止的時候更短。

如何解釋一下廣義相對論和狹義相對論?

2)動鍾變慢

如果一個時鐘以一定的速度運動,則在它之上的時間流逝速度將會變慢。如果與靜止的時鐘相比,運動時鐘走得更慢。狹義相對論的時間膨脹效應表明,物體運動速度越快,時間流逝就越慢。這個效應已在實驗中得到證實,而且還被應用於全球定位系統。

3)質能方程

從狹義相對論中還能導出著名的質能方程E=mc^2,這個公式揭示了質量和能量可以互相轉換,它也是核反應的理論基礎。

廣義相對論

如何解釋一下廣義相對論和狹義相對論?

廣義相對論主要與引力有關,它揭示了引力的本質——即引力是物體彎曲時空的結果。物體的質量越大,扭曲時空就越顯著,表現出的引力作用就越強。廣義相對論預言了諸多現象:

1)黑洞

如果物體的質量大到一定程度,它會極度扭曲時空,以至於連光都無法從中逃逸出來,這就是黑洞。

2)廣義相對論的時間膨脹效應

時空扭曲的程度還會影響時間的流逝速度。時空扭曲越顯著,引力場越強,時間流逝速度就越慢。這個效應已在實驗中得到證實,而且還被應用於全球定位系統。

3)引力波

兩個大質量天體互相接觸,會在時空中產生顯著的漣漪,它以光速向外傳播,這就是引力波。在去年年初,引力波已經被直接探測到。

簡而言之,廣義相對論可以借用著名物理學家約翰·惠勒的一句名言來概述:物質告訴時空如何彎曲,時空告訴物質如何運動。

以上是關於狹義相對論和廣義相對論的簡單介紹,想要深入瞭解可以去看一些相關專著,或者直接去拜讀愛因斯坦的原著。

统一晴蓝
2017-08-06

老鐵,你這問題太深奧了

狹義相對論告訴我們,對於相對運動的不同觀察者,時間推移得不一樣。比如雙生子佯謬。 廣義相對論告訴我們,對於在一個引力場中不同高度的觀察者而言,時間推移得不一樣。比如兩個一樣的十分精確的鐘,一個放在水塔的頂部,一個放在水塔的底部。在底部的鐘更接近地表,發現它走得更慢。

下面是《時間簡史》裡的小辭典給的註釋:廣義相對論是愛因斯坦基於如下思想的理論,即科學定律對所有的觀察者,不管他們如何運動,都必須是相同的。它將引力解釋成四維空間的曲率。

其實廣義相對論是在等效原理的指導下對狹義相對論的擴充(引力場),要是你瞭解狹義相對論,那就好辦了。根據等效原理,慣性質量和引力質量是等效的---你站在一個空虛空間裡的升降機內,沒有引力,你自由漂浮;當升降機做勻加速運動時,你突然覺得升降機的一端是地板。可是,你無法判斷你是在做勻加速運動,還是處在一個均勻的引力場中(比如靜止在地球表面的升降機)。由此,相對論的適用對象被擴大到相對靜止的觀察者。正如上面說的水塔上的兩個鍾,底部的鐘由於更接近地心,受到的引力更大,與狹義相對論中“運動得更快”是等效的,於是時間也過得更慢。

參考資料:時間簡史

醉清风181572027
2017-08-06

廣義是研究空間扭曲問題的。這一研究否定了牛頓的萬有引力,蘋果落地不是引力原因,而是空間扭曲造成的。狹義是研究速度與時間問題的,速度越快時間走速越慢,甚至可以時間倒流,這一研究讓我們可以時光穿越,回到唐朝

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