广义相对论与万有引力

<正>爱因斯坦广义相对论比牛顿万有引力理论更精确地描写了物质之间的引力相互作用。广义相对论可以完全类比于电磁理论;广义相对论中的引力场也分为两种类型:(1)电型引力场(即牛顿型引力场,它类似于静电场);(2)磁型引力场(它类似于磁场,在牛顿引力理论中没有这种场)。磁型力场效应的预言已     

有质粒子在引力场中的偏转

根据广义相对论,讨论了静质量不为零的粒子在球对称场中的偏转,并与牛顿引力理论和狭义相对论的结果对比,指出在高速情况时三种理论预测间的明显差别。     

研究人员预言量子波包的反引力

1666年,历史上最著名的那个苹果正好砸中牛顿的脑门,启发了牛顿的灵感,悟出了万有引力定律,从而统一描述了地球上的引力现象和月亮围绕地球转动这样的天体运动规律。整整250年后,爱因斯坦提出广义相对论,用弯曲时空观给予引力更加准确和美丽的描述。自从爱因斯坦提出广义相对论以来,关于引力     

两种引力观:地球引力效应及其内涵探析

以"苹果落地"等地球引力现象为例,通过对照牛顿力学引力观与广义相对论引力观,进一步剖析和揭示两个理论体系的引力内涵,结果诠释了牛顿近似及其意义.     

矢引力子场度规场引力理论中荷电球体的外部解

本文讨论了矢引力子场度规场引力理论[1](以下简称VGM)中荷电球体的外部解,发现在静止与旋转的情形下,和爱因斯坦广义相对论(以下简称GR)不同的仅仅是,将GR中的引力恒量G换成G=C(1-GM/r).     

洛希极限和引力作用范围的近似改正

运用广义相对论的后牛顿效应，得到洛希(Roche)极限和引力作用范围的近似改正表示式，表明洛希极限不仅与牛顿引潮力及惯性离心力有关，而且受重力后牛顿近似改正的影响。并且估计、讨论了太阳系天体的某些具体情况。     

Reissner——Nordstrt(o)m度规场中光子轨道的引力偏转

采用后牛顿近似方法讨论了Reissner--Nordstrom度规场中光子轨道的引力偏转,给出了电荷量Q对光子偏转角度的影响,当电量为0时所得的一阶、二阶修正项与不带电天体的结论一致,该课题对于研究荷电天体的引力效应以及黑洞的奇异时空性质有重要意义.     

Reissner—Nordstrom度光子规场中轨道的引力偏转

采用后牛顿近似方法讨论了Reissner--Nordstrom度规场中光子轨道的引力偏转,给出了电荷量Q对光子偏转角度的影响,当电量为0时所得的一阶、二阶修正项与不带电天体的结论一致,该课题对于研究荷电天体的引力效应以及黑洞的奇异时空性质有重要意义。     

Reissner—Nordstro¨m度规场中光子轨道的引力偏转

采用后牛顿近似方法讨论了Reissner—Nordstro¨m度规场中光子轨道的引力偏转,给出了电荷量Q对光子偏转角度的影响,当电量为0时所得的一阶、二阶修正项与不带电天体的结论一致,该课题对于研究荷电天体的引力效应以及黑洞的奇异时空性质有重要意义。     

计算机数值方法证明广义相对论的行星运动理论不成立

广义相对论对牛顿引力理论进行修正,在光和行星的运动方程中引入α/r~3的项。由于数学上的困难,目前计算引力场中光和行星轨道运动时都采用近似方法,导致许多重要信息丢失。广义相对论运动方程的轨道极点由一元三次方程确定,有一个或三个实数解。外太空恒星发出的光在太阳系引力场中的轨道是单极点的。本文的严格计算证明,该极点在离太阳中心约5549米的地方。因此外太空恒星发出的光要进入太阳内部被消融,不可能被地球人观察到,地球的夜空应当是黑暗的。然而事实并非如此,广义相对论的光在太阳引力场中的两个实验检验都不成立。精确数值计算结果表明,行星绕日运动轨道存在三个实数极点,第三个极点位于太阳内部施瓦西半径外0.3毫米的地方。行星沿两个相连的三极点类椭圆的轨道运动。因此如果广义相对论正确,行星必将沿小椭圆轨道进入太阳内部被毁灭,这显然与事实不符。恒星在星系中运动时,也存在相同的问题。按照现有广义相对论行星运动方程的近似解,另外一种近似的替代图像是,水星不进入第三极点,但轨道要发生严重的形变。水星绕日一周近日点距离增加9.4万千米,远日点距离减小7.4万千米。水星绕日一周轨道的半正焦弦要改变几千米,这种改变是不对称的和可以累加的,会导致轨道严重变形最终崩溃。由此产生的巨大反差,使广义相对论关于水星近日点进动的计算变得微不足道。然而天文观察并没有发现水星轨道有这样大的改变。本文最后证明,在牛顿引力理论中考虑狭义相对论效应,会导致水星近日点百年16.5″的进动。需要解释的只剩百年26.5″,广义相对论百年43″的计算结果误差达到38.4%。如果在地球参考系的岁差和章动,以及其他行星对水星的引力摄动的计算中也考虑狭义相对论效应,还会引起更大的进动值修正。因此广义相对论对水星近日点进动的计算实际上没有意义。在广义相对论的四个经典实验检验中,与引力场方程有关的三个实验解释都是错的。因此对牛顿引力理论的修正只能按狭义相对论的方式进行,广义相对论对牛顿引力理论的修正不可能是正确的,爱因斯坦弯曲时空引力理论不成立。     

广义相讨论对牛顿引力定律和Kepler第三定律的修正

Schwarzschild度规已经成功地解释了四大著名效应,本文应用这个度规又导出了另外两个可以同实验相比较的结果:(1)对牛顿万有引力定律的修正,这个结果同D.R.Long关于引力的最近实验定性符合;(2)修正了Kepler第三定律,目前对行星的观测精度还无法检验这一结果,它可以看作广义相对论的一项预测.     

2cm范围非牛顿引力的机械共振法检验

提出的用机械共振法检验非牛顿引力的实验方案综合了D.R.Long的双环实验和机械共振法的优点,可望在高精度情况下检验2cm作用范围的非牛顿引力.理论分析和数值计算表明,该方案可使在这一作用范围内的非牛顿引力实验达到2.8×10~(-4)的相对精度.     

怎样认识引力

引力是一种基本的相互作用力,存在于一切具有引力质量的物体之间。从十七世纪六十年代牛顿开始对引力进行科学的研究,发表了万有引力定律;到1916年爱因斯坦发表广义相对论,人类对引力的认识经历了两个成就卓著的历程,到现在,可以说对引力的科学认识已     

非线性有质量引力理论中的单极子解

近年来,非线性有质量引力理论引起了广泛的关注．它不仅能在小尺度上屏蔽第五种力,又能在大尺度上引起宇宙的加速膨胀．另一方面,引力场与Kalb—Ramond场耦合具有单极子解．这使得洛伦兹破缺具有了可观测效应．本研究计算了非线性有质量引力与Kalb．Ramond场耦合的情形,结果与广义相对论的结果大不相同．在外部解无法回到广义相对论情形,且其形式与Schwazchild度规很相似．这使得光线偏转效应被大大的降低了．     

引力的前世今生

 从牛顿万有引力公式到爱因斯坦的广义相对论,人们对引力的认识经历了一个曲折的过程。随着今天引力波的发现,让我们回顾一下在这一个世纪里人们对引力发展的认识过程^[1]。     

太阳系天体的后牛顿重力

计算和讨论了太阳和某些行星产生的广义相对论的后牛顿重力改正,并与牛顿引潮力进行了比较。结果表明,重力的后牛顿效应可能影响太阳系某些天体的运动和演化     

再议“万有引力”及其他

牛顿提出"万有引力"已三百多年,但是,在"物"中并没有找到牛顿的引力;牛顿认为太阳系是一架永动机,这说法不对。天文学中另一个权威是"广义相对论",它的"纯相对"与"时间是空间的第四维"等说法也是错的。     

广义相对论的三大验证

文中叙述了爱因斯坦广义相对论的三大验证,即水星近日点的进动,光线的引力偏折和光谱频率的引力移动的理论。对和理论有关的广义相对论基本内容作了简要介绍。     

爱因斯坦相对论在微观和宇宙范围内的应用

介绍了狭义相对论及其与量子力学的结合预言正电子的存在,广义相对论以及用此理论解释牛顿理论无法解释的水星近日点进动、光谱引力红移和太阳引力场对星光的弯曲.     

参数化后牛顿(PPN)两体运动的数值模拟研究

为了对在参数化后牛顿(PPN)框架下对两体运动进行研究,采用五阶龙格库塔法,利用速度因子和坐标因子对数值积分进行修正,并且通过Fast Lyapunov指标(FLI)对其进行混沌性判断。数值模拟显示:参数变化不会导致参数化后牛顿(PPN)框架下对两体运动产生混沌现象。