愛因斯坦的廣義相對論預(yù)言有哪些
愛因斯坦的相對論的預(yù)言，主要是讓時間來證明了證實的道理。下面是小編分享的愛因斯坦的廣義相對論的七大預(yù)言，一起來看看吧。
愛因斯坦的廣義相對論的七大預(yù)言
1905年，愛因斯坦橫空出世!還是瑞士伯爾尼專利局小職員的他在這一年里連續(xù)發(fā)表了六篇論文，開啟了現(xiàn)代物理學(xué)的新篇章，創(chuàng)造了神乎其神的“奇跡年”。然而這只是個開頭。
愛因斯坦并不滿足于解決了慣性系的問題，他志存高遠(yuǎn)，要把相對性原理拓展到更普適的非慣性系中，徹底顛覆人們的“宇宙觀”。1907年，愛因斯坦的長篇文章《關(guān)于相對性原理和由此得出的結(jié)論》，第一次拋出了“等效原理”，廣義相對論的畫卷徐徐展開。然而，這項工作十分艱巨，直到1915年11月。愛因斯坦先后向普魯士科學(xué)院提交了四篇論文，提出了天書一般的引力場方程，至此，困擾多年的問題基本都解決了，廣義相對論誕生了。1916年，愛因斯坦完成了長篇論文《廣義相對論的基礎(chǔ)》，文中，愛因斯坦正式將此前適用于慣性系的相對論稱為狹義相對論，將“在一切慣性系中(靜止?fàn)顟B(tài)和勻速直線運(yùn)動狀態(tài))物理規(guī)律同樣成立”的原理稱為狹義相對性原理，繼而闡述了“通吃”的廣義相對性原理：物理規(guī)律在無論哪種運(yùn)動方式的參照系都成立(包括靜止、勻速直線運(yùn)動、加速運(yùn)動、圓周運(yùn)動等慣性系和非慣性系)。
愛因斯坦的廣義相對論認(rèn)為，只要有非零質(zhì)量的物質(zhì)存在，空間和時間就會發(fā)生彎曲，形成一個向外無限延伸的“場”，物體包括光就在這彎曲的時空中沿短程線運(yùn)動，其效果表現(xiàn)為引力。所以人們把相對論描述的彎曲的時空稱為引力場，其實在廣義相對論看來，“引力”這個東西是不存在的，它只是一種效果力，與所謂離心力類似。如果說狹義相對論顛覆了牛頓的絕對時空觀，那么廣義相對論幾乎把萬有引力給一腳踹下去了。倒不是說愛因斯坦否定了牛頓，而是完成了經(jīng)典物理的一次華麗麗的升級，只是如此徹底以至于經(jīng)典物理變得面目全非了。
廣義相對論提出后毫無懸念地遇到了推廣的困難，因為對于我們這種生活在低速運(yùn)動和弱引力場的地球人來說，它太難懂了，太離奇了。但是逐漸地，人們在宇宙這個廣袤的實驗室中尋找到了答案，發(fā)現(xiàn)了相對論實在是太神奇、太精彩、太偉大了。
愛因斯坦廣義相對論的預(yù)言
1、質(zhì)能公式E=mc2：預(yù)言依據(jù)：F=ma兩邊同乘 距離S得 E=FS=maS=mv2。在相對論中單獨(dú)一個物體的質(zhì)量卻沒有速度的概念，因為速度是距離變化率，一個物體沒有距離的問題，不存在距離變化。那么這里的v是什么呢?顯然是質(zhì)量轉(zhuǎn)換成能量的一個系數(shù)，而且必須是相對任何物體都不變的數(shù)值，并且單位是 米/秒。那只有光速是不變的恒定值。所以預(yù)言：E=mc2.
2、加速度與引力場等價：預(yù)言依據(jù)：F=ma變換一下得到 a=F/m 右邊可以看作引力場強(qiáng)度。即單位質(zhì)量所受的引力。事實上在經(jīng)典物理學(xué)中的重力加速度是9.8，單位可以是 米/秒2，也可以是 牛頓/千克，已經(jīng)預(yù)示了這一等價關(guān)系。比如：2千克=2千克×9.8牛頓/千克=19.6牛頓。
3、強(qiáng)引力場或加速度使時間變慢預(yù)言依據(jù)：a=F/m;dv/dt=a=F/m，兩邊對v積分，得 v/t=F/m，解得 t=v/a，和前面兩個預(yù)言一樣，這里的v就是c，即 t=c/a。而a 即可以是加速度，也可以是引力場強(qiáng)度。比如發(fā)射飛船時的強(qiáng)大加速度使飛船上的宇航員手表比地面時間慢了。
4、宇宙中可能存在蟲洞(引力場強(qiáng)度是0的地方)：預(yù)言依據(jù)：t=c/a ，當(dāng)引力場強(qiáng)度無限接近0時，時間變得無窮快。
5、宇宙中可能存在奇點(引力場無限大的地方)：預(yù)言依據(jù)：t=c/a ，當(dāng)引力場強(qiáng)度無限大時，時間變得無限接近靜止。
6、紅移(光的波長變長)：預(yù)言依據(jù)：t=c/a ，電子躍遷時發(fā)出的光譜頻率是固定的，周期不變慢。由強(qiáng)引力場射入弱引力場時，因為距離變長。由于周期取決于原發(fā)光點的引力場，所以波長就會變長。比如我們看到遙遠(yuǎn)的星系射來的光波長會變長(紅移)。因為那里的引力場比我們所在的地球強(qiáng)。越遠(yuǎn)就越紅移得厲害，因為我們看到越遠(yuǎn)的天體質(zhì)量越大，小的天體都看不到了。
7、空間彎曲：光在場引力場中的路徑會彎曲，而光在宇宙中的傳播始終走的是最近距離。光線彎曲說明空間發(fā)生了變形。看上去彎曲的路徑才是最短的距離。
愛因斯坦預(yù)言的引力波為什么還沒發(fā)現(xiàn)
據(jù)國外媒體報道，科學(xué)家認(rèn)為引力波是大質(zhì)量天體事件中形成的時空漣漪，其來自愛因斯坦的廣義相對論預(yù)言。在1916年，愛因斯坦就提出了廣義相對論，引力波理論也由此開始。科學(xué)家近年來也一直在尋找引力波信號，11年的努力幾乎沒有實質(zhì)性的進(jìn)展，天文學(xué)家對脈沖星等天體進(jìn)行觀測，它們就像是宇宙的時鐘，可以很精確產(chǎn)生脈沖信號。如果引力波的存在能夠延遲這些信號的傳播，我們就有望發(fā)現(xiàn)引力波。但是理論提出了，結(jié)果卻沒有通過觀測證實。
在過去的11年內(nèi)，科學(xué)家試圖在尋找引力波的證據(jù)，畢竟時空漣漪即便非常微弱，我們也有可能探測到，因為我們有了更加高精度的探測裝置。但我們卻什么也沒有聽見，引力波似乎并不存在，這是引力波理論出現(xiàn)了問題，還是我們的技術(shù)仍然十分弱后?根據(jù)愛因斯坦的相對論，宇宙就如同一塊時空布，一旦大質(zhì)量天體在時空布上移動，就會產(chǎn)生巨大的引力漣漪，我們稱之為引力波。在大質(zhì)量黑洞合并、星系合并、中子星等事件中可以產(chǎn)生引力波信號。
愛因斯坦的廣義相對論已經(jīng)在許多地方被證明是正確的，但引力波仍然是個空白。對科學(xué)家而言，引力波是非常重要的宇宙問題，因為它可攜帶宇宙中的早期信息，比如宇宙開端時產(chǎn)生引力波也可以被我們探測到。大爆炸被認(rèn)為是引力波的來源之一，盡管有間接的證據(jù)顯示引力波的存在，但是我們?nèi)匀粵]有直接探測到它們。在11年間，科學(xué)家開發(fā)出一種探測引力波的方法，即利用毫秒級脈沖星信號與引力波之間的干擾，從而發(fā)現(xiàn)引力波。
11年過去了，我們還是沒有發(fā)現(xiàn)跡象?？茖W(xué)家認(rèn)為這并不意味著引力波理論是錯誤的，有研究認(rèn)為由于黑洞等事件發(fā)生的速度非常快，幾乎沒有時間產(chǎn)生引力波。劍橋大學(xué)的科學(xué)家林德利博士認(rèn)為，還有一種可能是引力波存在于高頻段上，比如中子星合并時形成的引力波。目前科學(xué)家正在建設(shè)平方千米陣，需要到2018年之后才能使用，或許我們將發(fā)現(xiàn)引力波之謎。
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