为什么有个相对论?_搜狐科技

原阐明文字:为什么有个相对论?

引 子

英国精密计时器学家爱丁顿宣称者是第究竟哪一亲自的用完说日食使宣誓相对论的人,亦起初少数人的分别的相对论专家用完。有一次,当公众交谈起“地上仅有三个半人心得相对论”时,他谦卑地了头。,其他的人对他说。:人们都赚得你必然是内容用完。,你相貌不这么谦逊。。但爱丁顿辩驳道。:“低等的,我不谦逊。,我以为赚得另一半是什么。

这是究竟哪一亲自的轶事。,足以阐明相对论是什么的知识渊博的艰深晦涩。连事先最顶峰的自然规定的成分家都岂敢说自己弄懂了相对论,更不用说俗人了。。

要心得相对论,人们必需率先心得它的原点和原点。。相对论责任平白来的,它是自然规定的成分中否认的算是。,这亦前任仔细思索成果的结晶。。

100年前的自然规定的全程的。,牛顿创始的第一流的自然规定的成分如同曾经完毕了。,车队要紧技术成就宣扬了自然规定的成分实践的不朽的躲藏起来危险,对第一流的自然规定的成分的支配很大,相貌像是一座雄伟的树立。。1900年,英国著名自然规定的成分家欧凯文武士的随从在二十世纪的回购案中颁布颁发。:自然规定的房屋曾经抛光了。,剩的只些许修正。。但他像这样发生说。:在明朗的自然规定的成分极乐中。,有两颗使成为一体不安的乌云。。这两个乌云是不克不及用C解说的两个试验。:黑体辐射试验与Michelson ether试验。很快,两朵小云塑造成两倍大风暴。,总计达自然规定的成分界可谓是“山雨欲来风满楼,黑云压城城欲摧”。

随后,自然规定的成分的强无力的反动始于二十世纪。。欧凯文武士的随从仅内容的一部分压下了嗓门。,1900,为心得释黑体辐射试验,德国自然规定的成分家随意放下启动量子实践,开启了自然规定的成分反动的激怒长诗做成有点篇。

自然规定的成分反动的另究竟哪一亲自的激怒长诗做成有点篇是由究竟哪一亲自的小S写的。,他是爱因斯坦。,人类在历史中最深化的商讨者,究竟哪一亲自的纯真孤立的天赋。

乙醚在哪里?

公众赚得,水波必需用完水通过调解的传送。,声波的通过调解的传送必需以空气为浊塞音。,缺勤大众传播媒体他们就不克不及通过调解的传送。。阳光用完用真空吸尘器清扫通过调解的传送到地。,几十亿的光年的星系收回的光,它也穿越宇宙抵达地。。光波为什么能在用真空吸尘器清扫中通过调解的传送?它的通过调解的传送浊塞音是什么?自然规定的成分家给光找了个通过调解的传送浊塞音——“以太”。

以太一词来源于古希腊。,指的是青天或下层气。。17世纪,法国算学家、哲学家笛卡尔率先将乙醚引入知识。,笛卡尔,问题私下的所无力都必需用完两头浊塞音前进。,依据,圈占不克不及空。,它充溢了以太浊塞音。。荷兰麻布自然规定的成分家、精密计时器学家惠更斯开展了以太实践。,以为以太是光波的调解的。,鉴于光可以在用真空吸尘器清扫中通过调解的传送。,依据,以太应当衬料包孕VAUU在内的掌握圈占。,并能浸透到普通钱中。。

19世纪,法拉第后来地、麦、赫兹以及其他的人的尝试。,电磁学繁荣的开展。,究竟哪一亲自的慎重拟定而使结分解为整体的电磁学实践曾经塑造。。英国试验自然规定的成分家法拉第使宣誓了这一气象。,树立了电磁学场的请求。。接下,英国自然规定的成分家麦建立了电磁学铁的简直相当。,大约反应式弄清,电场和磁场彼此激起塑造究竟哪一亲自的康蒂。,电磁学波在用真空吸尘器清扫做成有点通过调解的传送突如其来的强劲气流是常数。。最后的,德国自然规定的成分家赫兹做了很多试验。,率先,看见电磁学波。,决定了电磁学波的在性。,不过,电磁学波的大量上流社会的与L相仿性。,更多的仔细思索发现物,单独的在必然频率范围内的电磁学波。。

这样的事物,从未被发现物的不可思议的醚。,它非但仅是光波的赡养者。,如今它亦电磁学波的赡养者。。它是究竟哪一亲自的相对定态的商量体系。,掌握的嬉戏都是相到某种影响它举行的。。

不尊重到什么度,这样的事物究竟哪一亲自的要紧的醚怎么会使溶解?直到第十九的世纪末,公众从未在试验中发现物乙醚。,在知识家从前寻觅视力是最压迫的事实。。条件醚在,地以30公里/秒的突如其来的强劲气流环绕太阳运转。,就像一辆极迅速列车相到某种影响苏尔的突变产奏出类似于。,将不得已的地遭受30公里/秒的风面对面。,这种风也必然会使烦恼光的通过调解的传送。,这种使烦恼会发生支配。,应当用光学法律文件测部。。为了测部风条件在。,1887年,美国自然规定的成分家迈克尔逊与美国用化学方法制造的、自然规定的成分家痣利勾结,究竟哪一亲自的著名的试验在克利夫兰举行。:“迈克耳逊-莫雷试验”,以太漂移试验。不尊重到什么度试验的算是使各位都觉得寒颤。:光的通过调解的传送缺勤支配。,地和被想象的乙醚私下缺勤相对突变。!

Michelson Morley试验使知识家堕入两难地步。,他们可能性不得不保持以太实践。;或许人们必需置信地是静止的的。,这样的事物,人们就不见得与定态醚有相对突变。,但这显然是荒唐的。。。第一流的自然规定的就在大约著名试验的后面。,这真的是不可能的性的。。

谁来非法劫回杂乱?

在引出各式各样的从句本世纪初,对乙醚试验完整取消法令的摸索,自然规定的全程的乱成一团。,些许自然规定的成分家举起了各式各样的解说。,内容最著名的执意爱尔兰自然规定的成分家洛伦兹和荷兰麻布自然规定的成分家菲兹杰若举起的“问题感染认为”,他们以为,究竟哪一个问题相到某种影响以太突变都可能性鉴于T的紧缩而延年益寿。,这种延年益寿功能长出分枝了风的支配。,另一方面鉴于问题提议时,测问题上胶料的控制同时存在的地感染机灵。,因而人们不克不及测感染效应。。他们也使宣誓了,以太风也慢速的了突变工夫私下的同时存在的。。同时,基准上胶料感染和工夫慢速的的支配,还管辖的范围推论,光的突如其来的强劲气流与突如其来的强劲气流无干。,它是究竟哪一亲自的常数。。

大约认为在版式上曾经与广义相对论高度地在附近了,不尊重到什么度突变的忍受被延年益寿了。,它必然会沿着大约忍受养育其密度。,但试验缺勤发现物这种密度养育气象。,依据,Lorentz的实践并缺勤从简直上处理大约成绩。。

真正拾掇世局的人还在高中。,即若在16岁。,既然他曾经在商讨自然规定的成分的新垦地的了。。大约人是爱因斯坦。。他一向在提高的价值着醚的机密。,他跑路的方法和其他的人不寻常的。。

16岁的爱因斯坦在瑞士州真主鲁高中就学。,他不知道地地闪现了究竟哪一亲自的反论。:条件人们依照光的射线速度,他会指数什么?一种在圈占中经济停滞的电磁学波。,或许它依然是究竟哪一亲自的提议的光?

基准麦实践,电磁学波在用真空吸尘器清扫做成有点通过调解的传送突如其来的强劲气流,这执意光的突如其来的强劲气流。,这是恒量。,他应当指数的是光线仍在以射线速度提议。;另一方面鉴于牛顿力学的突如其来的强劲气流分解定理,不寻常的的萧条体系具有不寻常的的射线速度。,他应当指数经济停滞的电磁学波。。

让人们举究竟哪一亲自的简略的案件。。比如,有两辆轻便起点机。,一辆汽车驶近你。,一辆赢得。你指数最后的一辆汽车的发电机向你驶来。,下一辆汽车的灯久远地。。基准麦的实践,这两种光的突如其来的强劲气流是平稳的的。,汽车的突如其来的强劲气流不起功能。。但基准突如其来的强劲气流分解定理,这两个伸出的测算是是不寻常的的。。你的光会加紧。,也执意说,把系在前车上的突如其来的强劲气流=射线速度 突如其来的强劲气流。;距汽车的突如其来的强劲气流很慢。,鉴于后车的突如其来的强劲气流=射线速度。。

麦的实践显然与突如其来的强劲气流分解定理相反。,为什么在力学中已被外延的使宣誓的相对性规定在电磁学方程中却无法找到?是相对性规定有成绩不狂暴的电磁学方程有成绩?这使爱因斯坦觉得特别讶异,他思考熟虑了十年。。

事实上,其他的知识家也思索过大约成绩。,但我岂敢思考。,总计达自然规定的场地对大约成绩都缺勤深化商讨。,美质自然规定的成分家只学习修补大约使适合做成有点否认。,孤独地法国著名知识家庞加莱(又译“庞加莱”)敏捷的地意识到到了嗨深藏若虚着自然规定的成分的危险,但他缺勤找到处理办法。。

爱因斯坦深信电磁学实践是完整知识的。,不尊重到什么度人们怎样才能处理射线速度的反论呢?

爱因斯坦相似的读哲学著作。,从哲学中吸取香精滋养品。。19世纪末,德国哲学家machinery 机器在他的开展力学中,批牛顿的相对期观,在他看来,全程的上掌握的事物都是彼此相干、彼此依存的。,突变、工夫和圈占是相对的。。人们不克不及更衣事实来交谈工夫。,人们偶然说有点随工夫而替换。,事实上,这打算一点点事物尾随其他的大量薄的替换而替换。;同一,交谈问题在相对圈占做成有点突变亦颠倒的。,问题的突变与相对圈占无干。,它与其他的问题关心。。

machinery 机器的实践给爱因斯坦离开了深化的影象。。1905年5月的整天,爱因斯坦和他的伴侣贝索尔议论了光的突如其来的强劲气流。,贝索尔从machinery 机器主义的角度论述了他的评价。,这两亲自的议论了很长工夫。。忽然的,爱因斯坦拨的了什么?,回家,一遍又一遍的商讨,另外的天,他又回到了巴索家。,说:“谢谢你,我的成绩曾经处理了。。左右爱因斯坦想赚得些许事实。:缺勤详述的的工夫。,工夫和光学突如其来的强劲气流私下在着不能分离的的相干。,他找到心得锁的钥匙。。

随后,用完五的星期的坚苦任务,一篇使成为一体震惊的论文出生了。。本文的阐明文字缺勤究竟哪一个同上——论电气力学,作风也简略朴实。,缺勤使成为一体使茫然的算学技艺,另一方面,本文所论述的道德标准完整打倒了圈占。,自然规定的成分的反动开端了。!

期不相对——广义相对论

1905年6月30日,德国自然规定的成分日报记叙了这篇论文。,颁发在菊月SA的同使成一团的第十七卷中。在大约在历史中,爱因斯坦举起了两条简练的的道德标准。:

一、射线速度不变的规定

用真空吸尘器清扫做成有点射线速度是常数的,不克不及超过。,它与光开枪来自某处身的突变突如其来的强劲气流无干。即是,到某种影响站在着陆上的人看,20米/秒的车上收回的光和即若以射线速度驾驶的捕鸟(自然是不可能的性的)上收回的光的突如其来的强劲气流是类似于的,均为30万公里/秒。

先前,麦的电磁学方程已使宣誓了用真空吸尘器清扫中射线速度常数,和开枪体的突变影响无干。而屡次实践的测也批准了射线速度在究竟哪一个突变影响下的不变的性。

二、相对性规定

这一规定来自某处Newtonian力学的相对性规定。,这是伽利略最初举起的。。人们对大约意义很熟习。,执意掌握突变做成有点事物都是相对的,两个相对突变的问题必要养育到彼此的突如其来的强劲气流。,两个彼此提议的问题必要彼此减去。。

伽利略论述了相对论规定。,但他缺勤支付详述的的期下定义。;牛顿继任了相对论。,但它只符合的问题突变。,同时,树立了相对圈占和相对工夫。;因为machinery 机器实践的爱因斯坦,极地球生长了相对性规定的思惟。,公众以为圈占和工夫是相对的。,尾随事物的突变而替换。,缺勤相对的圈占和工夫。。

这两个道德标准是兼有跟在后面的。,呈现了究竟哪一亲自的新的期请求。,光的突如其来的强劲气流反论,让大量人困惑了自然规定的全程的。。左右,圈占、工夫与问题的突变亲密相干。,它们私下的相干无不在静态替换时的突如其来的强劲气流。,工夫延年益寿(迟钝)、紧缩圈占。当问题提议到射线速度时,工夫中止,圈占差不多被压成项目线。,突如其来的强劲气流经过努力到达某事物限定(工夫和圈占经过努力到达某事物限定),存在常数影响,不比射线速度快。。

在实践试验中,知识家曾经使宣誓,无人们走得多快,光的突如其来的强劲气流无不C。。那是鉴于人们走得越快。,人们的钟走得慢了。,人们的控制也减少了。,依据,当人们测光的突如其来的强劲气流时,人们无不腰槽平稳的的算是。。认为说者B具有究竟哪一亲自的标尺和究竟哪一亲自的秒表。,大约标尺加标点于他的突变忍受。。当他用完测部者A时,在A看来,他的州长不到一码长。,他的钟慢了。。B相到某种影响A.的突如其来的强劲气流越大,差异越大。。认为B以射线速度用完A。,算是是传说性质的。,此刻,B的上胶料使相当0。,他的钟不走了。。也执意说,光的突如其来的强劲气流是突如其来的强劲气流的限定。。

如今,爱因斯坦商讨了10年的反论曾经处理了。:条件他以射线速度尾随光线,它依然是以30万公里/秒的突如其来的强劲气流行进的光。。更多说,条件他以光的突如其来的强劲气流向相反的忍受提议,他指数的突如其来的强劲气流是60万公里/秒吗?,它依然是以30万公里/秒的突如其来的强劲气流行进的光。,鉴于在大约突如其来的强劲气流,工夫经济停滞不前,紧缩圈占到反复地趋近于零,条件人们走得更远,工夫和圈占将得到消极的。,这显然是荒唐的。。

圈占、工夫和突如其来的强劲气流事实上是高度地简略清楚的静态相干,另一方面鉴于人们都营生在究竟哪一亲自的低突变的全程的里。,突如其来的强劲气流对工夫和圈占支配刚刚。,因而人们简直无法意识到。,孤独地在光的突如其来的强劲气流高于衬边的突如其来的强劲气流的全程的里。

相对论一经问世,恼人的的以太成绩仓促处理了。。

事先很多人曾经闪现迈克耳逊-莫雷试验算是打算着陆收回的射线速度一直是常数的,鉴于地的突变,它不见得动机小的离经叛道的行为。。不尊重到什么度地显然与以太相反(相对静止的圈占),为什么光的突如其来的强劲气流无不不受支配?

谜底如今被广义相对论揭开,在大约宇宙中缺勤相对的定态圈占。,缺勤相对的休憩工夫。,因而缺勤特别的相对定态观点。!爱因斯坦详述的表现:乙醚的引入是无益的的。,鉴于嗨举起的请求无益的相对的定态SP。。”

最后的,施恩惠指数,广义相对论并责任彻底颠复了牛顿力学,它增进了它。。当问题的突如其来的强劲气流远没有射线速度时。,相对论脸色就理想化的事物为牛顿力学脸色。

观点均等——广义相对论

爱因斯坦树立广义相对论后,两个成绩一向镶着他。:第究竟哪一亲自的成绩是趋势成绩。。牛顿实践,两个问题私下的地心吸力彼此功能是顷刻的。,也执意说,反复地使转移。,这与广义相对论的限定射线速度规定相冲;另外的个成绩埋怨萧条系成绩。。广义相对论和先前的自然规定的成分规定类似于,都只适合于作匀速突变或静止的的萧条系,它不符合的旋转或变速突变。,依据广义相对论除此之外拘囿。

人们赚得,阐明问题的突变。,必需选择另究竟哪一亲自的不赞成作为商量。,该不赞成用作解说OTH的提议和地位的商量。,通常称为商量不赞成。,也称为观点。。条件商量帧存在匀速突变或恒速静止的影响,大约观点是萧条体系。;条件商量帧是旋转或更衣突如其来的强劲气流(加突如其来的强劲气流或DELELE),大约观点埋怨萧条系。。条件你坐的是一模类似于的直列行列,,拉紧欺瞒,你不舒服迫使。,你坐得很稳。,把球放在地面上。,它还在那里。,也执意说,整个影响都存在经济停滞影响。,这时行列大约观点是萧条体系。。不尊重到什么度行列忽然的停了下。,你秋天了。,球滚进展。,观点就从萧条系种植非萧条系了。

在人类全程的中,匀速突变只一种特别影响。,非均匀性突变普遍存在。,汽车忽然的起点起来了。、问题从举起加紧,什么的。,人们通常运用着陆作为萧条体系。,但这只究竟哪一亲自的近似值。,鉴于地有旋转和旋转。,坚决地说,着陆是究竟哪一亲自的非萧条体系的旋转上流社会的。。逻辑上讲,掌握自然规定不应拘囿于萧条体系。,必需思索非萧条系。。这么,相对性规定应再次使通俗化到非萧条系。。1907年,爱因斯坦在写一篇绍介广义相对论的文字时,他忽然的闪现活着的最福气的意义:对等物规定。

条件究竟哪一亲自的人释放地从屋顶上放弃,同时扔一片石头或什么东西。,这些扔的问题会与他肩并肩地扔。。条件他只看着他随身的石头,他不克不及告知自己随摇滚乐起舞是在随摇滚乐起舞中扔不狂暴的悬浮。。这打算,在他的邻接的,地心吸力是不可能的性测部到的。,他觉得不到地心吸力场的在。。即,释放落体的小观点相当于萧条商量值。。

或许,条件你在举起里丢了一串钥匙,,鉴于趋势的功能,钥匙会落在举起的地面上。;话说回来你再到漫游高空的航天器里丢下钥匙,缺勤趋势功能。,钥匙悬浮在圈占。,不尊重到什么度忽然的航天器加紧了。,钥匙依然落在航天器的地面上。。显然,分开RE中地心吸力和加突如其来的强劲气流动机的萧条力,这执意说,趋势场商量系与加突如其来的强劲气流商量系。

像这样,爱因斯坦管辖的范围了推论。,究竟哪一个观点是相当的。,不尊重它多定态。,不狂暴的包上或镀上钢?,在地心吸力场中亦左右。,你不见得更衣你的全程的观和自然法则。这执意著名的对等物规定。。

对等物规定弄清,鉴于非萧条系做成有点萧条力可以被注视地心吸力I。,用完些许拨的变异版式,相对性规定在非萧条系中也同一可以致力于。相对性规定从广义萧条系延伸到整个萧条系。,种植了广义相对论。左右一来,广义相对论被生长成广义相对论。

自然,广义相对论算学方程的完整树立,当代是1916年3月。,广义相对论喝光了爱因斯坦寿命中最黄金的10年岁月。

圈占得到漫步。

广义相对论为人们处理了光线条件受地心吸力支配这一不朽的难以答复的成绩。条件人们给攀登的举起送一根横梁,当光流经历举起室时,举起向上提议。,因而梁会漫步到举起地面上。。基准对等物规定,地心吸力场也会漫步光。。

自然规定的成分有究竟哪一亲自的简直规定。,这是光在两点私下破费最少工夫的方向。。另一方面,条件光以最少的工夫通过调解的传送,光线在趋势的功能下漫步。,因而两点私下的最短距离是项目外形。。爱因斯坦对大约推理的觉得震惊。:条件能测部到光用完外形通过调解的传送,这打算圈占自己是漫步的。!

连爱因斯坦两者都不置信自己。,他得追求算学扶助。,具体地说,这是若干扶助。。在趋势场区域,漫步圈占的上流社会的不再使延期入伍全体与会者欧几里德地球。,并依照非欧几里德若干。。比如,德国算学家族曼树立的黎曼若干学。,它表现了漫步圈占的上流社会的。。爱因斯坦终极选择了黎曼的迫切的非欧若干作为广义相对论的期用模子做。他以为,真实的问题圈占责任究竟哪一亲自的直的欧几里得圈占。,这是究竟哪一亲自的漫步的黎曼圈占。。漫步的度不求再进SPA中问题的若干散布。。问题密度大的褊狭的,地心吸力场也很强。,圈占漫步得很残酷的。。

基准对等物规定,鉴于问题在迅速突变时会加速,强地心吸力场也延迟了工夫。。着陆上的工夫比极乐做成有点工夫慢。,不尊重到什么度地上的工夫突如其来的强劲气流太小了。,极难检测。不尊重到什么度黑洞等强地心吸力场的时滞效应是,条件你能无畏的抵达黑洞的陆空界线,因而陆空界线上的工夫就像射线速度的工夫。,中止了。

很显然,广义相对论所宣扬的问题同期的相干,比起广义相对论来更为深化,鉴于工夫和圈占的上流社会的非但仅不求再进垫子的突变。,更要紧的是,它不求再进问题自己的散布。,这完整反面了牛顿相对工夫和圈占的请求。。对广义相对论来说,万有地心吸力法制不再是力法制。,它是期若干。,依据,广义相对论相当多地是把若干学与自然规定的成分一致起来了,地心吸力场由SPAT的若干上流社会的来表现。。在这样的事物的圈占若干中,趋势的突如其来的强劲气流和光的突如其来的强劲气流是类似于的。。

1919年5月29日,横跨大西洋的日全食。英国天体自然规定的成分家爱丁顿机构精密计时器说群像,调查巴西北部和非洲的西海岸测部岛,算是使宣誓,星光用完太阳的地心吸力场发生细微的漫步。。这一发现物震惊了知识界。,广义相对论顷刻间闻名于世。

与广义相对论责任颠复牛顿三大突变法制类似于,广义相对论也责任颠复了牛顿地心吸力法制,孤独地当美质问题塑造强地心吸力场时。,才必要思索相对论效应。

相对论的发现物累积量了前任无限的时间或空间的苦功,麦电磁学方程的树立、乙醚搜索北、machinery 机器的期相对论思惟、洛伦兹变异方程、黎曼曲面若干学……掌握这整个影响,渗透爱因斯坦学问的意向,变出了究竟哪一亲自的美轮美奂的相对论。

相对论的简直道义事实上高度地简略,它正增进相对性规定。。在广义相对论中,相对性规定被生长到工夫和圈占。;在广义相对论中,相对论被使通俗化到萧条体系和非萧条系。。最深化的实践实践上是最简练的的实践。。

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