广义相对论其实很简单——学习相对论有感(六)

伽利略相对性原理:一切匀速直线运动或者静止的坐标系下,经典力学定律都是一样的;
狭义相对论原理:一切匀速直线运动或者静止的坐标系下,物理定律都是一样的;
那么,可不可以再大胆一些提出假设—— 在所有的坐标系下,物理定律都是一样的。

当把研究的视角聚焦到加速运动的物体时,必然绕不过对引力的研究。开车时我们在加速时,感受到的推力跟站在地面上感受到地球的引力,有区别吗?按照牛顿定律,受到力的作用才会改变原来的运动状态,出现加速度。但是当我们从高处跳下处于失重状态时,是感受不到外力作用的,这种状态与太空中的宇航员是一样的,都在做自由落体运动!那么,引力究竟是不是力?宇航员究竟要落到何处?

爱因斯坦又大胆的提出:引力不是力,自由落体是因为有质量的物质,会弯曲它周围的时空!在不受外力的情况下,一个物体总是沿着时空中的测地线运动。

测地线就是在复杂曲面上距离最短的那条线,数学家黎曼已经在1854年研究出来,爱因斯坦再一次站在伟人的肩膀上。

至此,我们终于明白,宇宙漫步、自由落体、匀速直线运动和静止,没有任何区别,都是在做自然运动。太阳系里,每颗行星的速度不同,它们遵循的测地线也不一样,绕着太阳做不同的椭圆运动,这些都是在沿着自己的测地线运动而已。

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计算引力场方程和测地线的公式很复杂,我们不必费劲心思去计算,但是广义相对论的概念却非常简单,时空是被质量弯曲的,这才是我们目前所知的世界,当别人还在谈引力的时候,我们可以笑而不语了,可是,未来我们会不会也被别人笑而不语?

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