一个天才引发的“世纪混乱”

<正>从宇宙常数的提出,到发现黑洞;从宇宙暴胀理论,到暗能量的存在……广义相对论引发的"百年混乱"已告一段落。未来,它还将引发哪些争论和谜题,又将带来怎样的惊喜?让我们拭目以待自爱因斯坦提出广义相对论至今,已经有100年了,在过去的一个世纪里,这个伟大的理论颠覆了我们对宇宙景象的认知。现在,就让我们重新回顾一下那些广义相对论里的关键时刻(混乱时刻)吧!"宇宙常数"被证伪?关于广义相对论,故事是从一个     

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     

引力的Weyl-U(1)规范场理论及其宇宙

通过分析认为广义相对论不能自然地给出引力场(作为物质)的能量、动量这些重要的物理量。广义相对论体系是欠定问题,在自系统无定解。它和其他相互作用的理论形式较独立,有碍四种相互作用的统一。为了克服这些困难,本文提出了引力的Weyl-U(1)规范场理论。在相同近似下给出的结果和广义相对论一致,而表达方式更简明。文中得到一个宇宙模型,对时空有一些新观点。还提出了本理论对自然界一些解释不了的神秘现象的可能应用。     

矢引力子场度规场引力理论的两个重要推论

本文讨论了矢引力子场度规场引力理论[1](以下简称VGM)的两个重要推论。和爱因斯坦广义相对论(以下简称GR)不同,VGM预言了引力恒量G随距离的变化,并得出了能量动量赝张量密度τ~((n)αβ)的分量τ~((n)(oo))(当n<1/4时)是恒正的这一重要结论。     

视广义相对论及新广义相对论为广义引力理论特殊情况的研究

根据广义引力理论的基本公式导出了广义相对论和新广义相对论的引力场方程和粒子运动方程．结果表明了广义相对论和新广义相对论均是广义引力理论的特殊情况．阐述了这种方法在理论上和运算上的一些优点．     

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.     

新的f(R)黑洞（英文）

f(R)引力是一个直接拓展广义相对论的修正引力理论,它的拉格朗日量是一个仅含曲率标量R的任意函数f(R).在F(r)=1+αr的条件下(F(r) ≡df(R(r))/dr和αr是一个对广义相对论小的修正量),导出了度规f(R)引力理论中场方程的精确球对称真空解.此外,考虑了这个黑洞背景时空中的标量场扰动.用六阶WKB(Wentzel-Kramers-Brillouin)方法,讨论了拟正则模和这个黑洞的参数之间的关系,得出这个黑洞是稳定的结论.     

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     

引力波之后的下一个重大科学目标:暗物质

 广义相对论的4大推论及其验证1915-1920年期间,理论物理学家爱因斯坦(Albert Einstein)根据广义相对论提出了4大推论:1)水星每百年43 s的剩余进动。2)引力透镜效应,即光线在强引力场中发生弯曲,产生透镜效应。3)引力红移,引力场中的时钟变慢,从恒星表面射到地球的光线谱线会产生红移。4)引力波,大质量天体加速运动引起时空曲率变化,以波和光速在宇宙空间传播。     

准确理解和正确对待相对论

本文提出狭义相对论的本质是四维时空的数学框架,广义相对论是用"弯曲空间"形式所表述的引力理论.相对论是正确的物理理论,但也存在缺陷,需要发展,为此我们要准确理解和正确对待相对论.     

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     

创建中国学派 倡导理论自觉——纪念恩师郑杭生教授

郑杭生教授的社会学学术之路可分为早期(1981~1993)思想的成熟期,创建了社会运行学派;中期(1994~2006)思想的发展期,创立了"五论"社会学理论,即社会运行论、社会转型论、学科本土论、社会互构论和实践结构论;晚期(2007~2014)思想的深邃期,提倡社会学界要追求"理论自觉",掌握"学术话语权",致力于创立中国气派、中国特色与中国风格的社会学理论。     

任意区域中光线的PPN引力偏转公式

光的引力偏转效应对证明广义相对论起过重大作用,是广义相对论的经典验证之一.但长久以来,观测精度只停留在后牛顿水平(即G的一次方,G为引力常数).近年根据Shapiro和Reasenberg的建议,若用部署在地球轨道上的光学干涉仪,测量天体的角分离精度可达10~(?)arc sec,这就能够去测量光线引力偏转的后后牛顿(PPN)项的贡献(即G的平方项).为此人们从不同角度计算了PPN引力偏转公式,这些计算以及     

宇宙的阴暗面:暗物质与暗能量

 我的师祖,约翰·惠勒(John Archibald Wheeler),曾经简洁地概括"几何动力学"--一个他个人更喜爱的对广义相对论的称谓:"时空告诉物质如何运动,而物质告诉时空如何弯曲"。     

引力相互作用的微观图象

<正> 自从牛顿提出万有引力定律以来,有关引力来源和引力作用机制问题一直未能得到解决。本世纪初,爱因斯坦提出了广义相对论,建立了一种几何化的引力理论,但它无法同作为现代物理学主要支柱的量子理论相协调。鉴于这种情况,本文作者另辟蹊径,提出了物体自身质量时变的引力理论,指出引力来源于物体自身质量的衰减(物体自身质量时变系数为m=m。e~(-kt),k=0.883×10~(-10)/年,是与哈勃常数、引力常数相对应的物体自身质量时变系数),这是由于相对于真空而言,物体自身具有非常高的能量密度,从而产生了一种辐射扩     

广义相对论中的能量—动量及其守恒定律

<正> 引言无论是原理的深邃,逻辑的谨严或是形式体系的精巧,广义相对论都深深地赢得人们的赞叹!当然人们对广义相对论的全部信念的基础更在于它对实验的惊人的预言和高度的符合,这正如Landau和Litshisz所指出的那样:“……在现有的物理理论中,它或许是最美丽的。突出的地方是Einstein用纯推导的方法就建立了这个理论,只有以后才被天文观测所证实。”     

含挠引力的球对称真空解

用外尔方法计算了爱因斯坦-嘉当理论的球对称真空解.结果表明,在时空几何对称性足够高的情况下,这个方法不仅能用于纯度规引力理论(如:广义相对论)的计算,而且可推广到含挠引力理论中.     

广义相对论不可能描述太阳系行星椭圆轨道周期运动的严格证明——广义相对论关于光在球对称引力场中运动方程的解存在的错误

按照黎曼几何与广义相对论,粒子在引力场中自由降落时沿短程线运动。广义相对论采用弧长s作为变分参数建立短程线方程,得到粒子在球对称引力场的运动轨道。在太阳系弱引力场中做牛顿近似时,用到了弧长的近似条件ds=cdt。然而在引力场中这个近似条件是不合理的,它不但表示粒子静止,而且是静止在没有质量的自由空间中。本文证明,对于球对称引力场的施瓦西度规做正确的近似后,物体只能做抛物线运动(非周期运动),不可能做椭圆和双曲线轨道运动。为了避免近似计算的不确定性,本文进一步采用任意变分参数建立短程线方程,严格证明按照广义相对论,物体在太阳系弱引力场中只能做抛物线轨道运动,不可能做椭圆轨道运动。因此对于太阳系的行星轨道周期运动,广义相对论是无效的。本文还讨论了光在太阳引力场中的产生偏折的运动方程及其近似解。指出该解会导致自相矛盾的结果,因此它不是广义相对论运动方程的真正的解。原因在于爱因斯坦引力场方程是非线性的,其解不满足线性叠加原理,广义相对论关于光在太阳引力场中的偏折的计算与实际观察一致纯属歪打正着。本文同时证明,广义相对论对雷达波时间延迟实验的计算则是错误的,误差高达14.9%。因此广义相对论并没有得到实验的证实。爱因斯坦弯曲时空引力理论不可能成立,现代物理学的引力理论必须重建。     

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。     

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