广义相对论应用微分几何的必然性

微分几何是广义相对论的数学工具,广义相对论利用微分几何有其必然性,在此从物理与数学的发展历史、广义相对论的两个原理、爱因斯坦转盘这三个方面分析这种必然性．最后提及爱因斯坦与数学家的交往关系,这种交往为爱因斯坦建立广义相对论起了一定的推动作用．     

纪念广义相对论100周年及其科学方法分析

广义相对论是爱因斯坦科学精神和科学思想的杰出体现,是物理学探索整体引力场控制世界的一把钥匙,是现代宇宙学的理论基础.它与狭义相对论一起构成了现代物理学的基础之一——相对论理论.回顾了广义相对论建立的过程,探讨了广义相对论的意义以及建立过程中使用的科学方法,对广义相对论未来发展的前景进行了展望,以纪念广义相对论发表100周年.     

非对称引力理论(NGT)概略

爱因斯坦的广义相对论自1916年创建以来经历了各种天文观测的检验而被人们认为是一种科学的、优美的引力理论。近二十年来,广义相对论得到了蓬勃的发展。中子星的形成和结构的研究,黑洞物理和黑洞的探测,引力辐射理论和引力波的探测,大爆炸宇宙学……成了它的广阔的应用领域。广义相对论作为一种引力理论本身也在发展。人们相信所有的物理场从根本上说应当用量子理论来描述。然而广义相对论却是一个纯经典的理论,因为在广义相对论的框架中可观测量——特别是度规张量——总是有确定的值的。过去的四十多     

广义相对论预言及其实验验证研究

广义相对论是理论物理学的重要研究内容。爱因斯坦在建立广义相对论的过程中提出了一些重要的预言,这些预言的实验验证成为广义相对论有力的实验证据。通过对广义相对论的五个典型预言及其验证实验的阐述,展示了广义相对论预言的提出及被天文观测实验验证的过程。     

爱因斯坦创建广义相对论思路及方法之分析

本文根据爱因斯坦有关相对论研究的原始文献、评述、回忆及给友人的信件,分析并讨论了爱因斯坦创建广义相对论的思路及方法。 首先,论述了爱因斯坦有关狭义相对论局限性的看法,以此给出爱因斯坦创建广义相对论的原因;继之,分析了爱因斯坦1907～1908年间,提出广义相对论二个基本原理的思路,再次,分析并研究了爱因斯坦1909～1912年间如何克服坐标必须具有直接度规意义这一传统观念从而建立时空“柔性”度规概念的思想演变过程;最后探讨了1912～1917年间爱因斯坦寻找对于“柔性”度规来说满足广义协变性要求的微分方程并最终建立引力场方程的思路及方法。     

革新人类时空观的相对论

正最近,在相对论和宇宙学领域研究获得极大成就的霍金去世了,这件事也重新把相对论带入公众的视野。20世纪发生了三次科学革命,前两次都和爱因斯坦有关:相对论革新了我们的时空观,量子论改变了我们对世界运行规律的认识。第三次则是DNA结构的发现。相对论是爱因斯坦所创立的描述时空和引力的科学理论。它包括两部分:狭义相对论和广义相对论。其中狭义相对论描述的是时空,而广义相对论描述的是引力。狭义相对论有两个基本原理。第一个即     

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。     

开普勒行星运动定律的广义相对论修正

根据爱因斯坦广义相对论理论,对开普勒行星运动定律产生的相对论效应进行分析,并作出了修正。     

从“等效原理”看终身教育

等效原理是物理学广义相对论中一条著名的基本原理,它是爱因斯坦广义相对论理论的基本出发点。终身教育思想是现代社会的产物,本文将以等效原理对终身教育作多方面的诠释,以促使人们对终身教育有一个更为全面的认识和把握,树立正确的教育观。     

爱因斯坦的升降机

<正>2015年是爱因斯坦(Albert Einstein,1879~1955)完成广义相对论100周年。广义相对论被认为是人类认识大自然的最伟大的成果。玻恩(Max Born,1882~1970)曾说过,广义相对论"把哲学的深奥、物理学的直观和数学的技艺令人惊叹地结合在一起"。一般而言,一个新理论的出现,要么是旧理论遇到实验上的反例,要么与其他理论之间不融洽,但广义相对论的诞生,     

爱因斯坦在1916:从引力波到量子电磁辐射理论

 1916年,爱因斯坦预言引力波,并提出量子电磁辐射理论、完善光子概念、指出量子过程的内在随机性。百年之后,爱因斯坦预言的引力波通过激光的干涉被探测到,而激光正是基于爱因斯坦的量子电磁辐射理论。引力波探测技术还与爱因斯坦的光子概念和布朗运动理论相关。因此引力波首次被直接探测是对爱因斯坦广义相对论、量子电磁辐射理论2 方面工作的100 周年纪念。本文梳理引力波探测技术中的“爱因斯坦元素”,即激光、光子和热噪声,然后通过对第一手资料特别是爱因斯坦那段时期的信件的分析考证,回顾爱因斯坦在1916年的研究历程,寻找爱因斯坦在引力波和量子电磁辐射理论2方面工作的历史联系。     

开普勒行星运动定律的广义相对论修正

根据爱因斯坦广义相对论理论，对开普勒行星运动定律产生的相对论效应进行分析，并作出了修正。     

科学是永无止境的前沿

<正>北京时间3月18日凌晨,来自美国哈佛大学史密森天体物理中心的科学家宣布,架设在南极的宇宙微波背景辐射探测器BICEP2捕捉到了宇宙暴涨时期遗留下来的宇宙原初引力波。这是爱因斯坦提出了相对论以来,人类首次直接探测到的引力波信号。这一发现无疑进一步夯实了爱因斯坦的广义相对论和量子理论这两大现代物理学理论的基础。多年以来,包括欧空局的普朗克卫星在内的全球多个天文台都在寻找原初引力波,然而这一次还是     

广义相对论中的时空度量和光速

爱因斯坦引力几何化的思想是解决引力本质问题的关键,从而广义相对论中的时空度量问题就是实现这一思想的核心问题;关于广义相对论中是否存在有如狭义相对论那样的“光速不变”问题,往往有着不同的说法,在此给出了说明．     

广义相对论是怎样被证明的?

光线在通过大质量物体附近时会发生弯曲，这是广义相对论的一个重要预言。但对这一预言的验证常被戏剧化、简单化和夸张地再现给观众和读者，大大偏离了科学史实。如在一部艺术地再现爱因斯坦一生的法国电影《爱因斯坦》中，有这样一个镜头：1919年秋季某一天在德国柏林，爱因斯坦举着一张黑乎乎的照相底片，对普朗克说：     

Born-regulated理论中的光线偏转

根据爱因斯坦的引力场理论,当光线通过引力场时受到引力的作用而发生偏转.对光线在引力场中偏转的研究有助于解决引力透镜问题,对研究宇宙中的暗能量也是有意义的.根据Born-regulated引力理论的时空度规来研究光线偏折.推导Born-regulated理论中的光线偏转角为Δφ≈4Mrmin-4Mrmin49k2βr6min.很明显,结果显示当β→0和k→0时,Δφ→4Mrmin,这正是由爱因斯坦理论推导出的结果,说明当参量β→0和k→0时,Born-regulated理论回到爱因斯坦的广义相对论.     

黑洞量子理论的哲学意义

黑洞是爱因斯坦引力理论和时空结构的必然产物,是物理学中的一个奇特概念。1915年爱因斯坦提出广义相对论,为黑洞说的形成奠定了理论基础。其后德国人施瓦茨希尔计算出爱斯坦广义相对论复杂场方程的一个解:对于质量M相当于一个太阳的天体,其半径坍缩到3公里以内时,就会形成黑洞。目前,黑洞已经不仅仅是预言中的纯理论概念了;大多数天文学家和物理学家认为,宇宙中既然存在白矮星、中子星,如     

引力场的标量性

近代的引力理论,要算爱因斯坦的广义相对论最为成功。但是,广义相对论在以下几个方面却是不能令人满意的。 首先,广义相对论的基础是建立在所谓等效原理上的。而在实际上,我们知道,不但在大范围的空间内,就是在小范围的空间内,我们也能分辨出引力场和惯性力场。这样,如果存在着一个加速系统,我们将完全可以测出它的加速度。这说明加速系统和惯性系统不是等     

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     

当生活邂逅相对论

<正>今年是爱因斯坦提出广义相对论100周年,这个伟大理论把引力描述为空间和时间的弯曲,颠覆了人类对宇宙的认识,开启了近代物理学上一个全新的领域。那么,相对论到底是神马东西,它又是怎样被提出来的?改写宇宙认知法则关于爱因斯坦和广义相对论的故事,还要从1915年说起。1915年秋天,德国威廉皇家物理研究所。所长阿尔伯特·爱因斯坦的心情不太好,他正在遭遇学术上的瓶颈——10年前,狭义相对论的提出震动了物理学界,那一年也因此被命名为"爱因斯坦奇迹年"。此后,他