谁能用简洁易懂的语言解释相对论中引力使时空弯曲的问题

请勿大段抄袭网上相对论的内容。
2024年11月19日 02:37
有5个网友回答
网友(1):

质量的存在会使它周围的时间和空间弯曲,但这只是几何化的形象说法,从其物理意义上说,是指在有质量物体周围进行的时空测量具有局域相对性,即在不同地点和时刻对同一物理事件进行的测量,结果值一般不同,取决于彼时彼地的“引力场强”(在广义相对论中用“时空曲率”)。
这样质量对它周围的物理过程测量造成的影响导致不存在全空间统一的测量标准,即不能像牛顿时空观或狭义相对论那样可以用一个处处一致的标准钟和标准尺的惯性坐标系来统一描述空间各处的物理过程,因为如上所说,不同地点和时刻的测量所使用的“标准钟和标准尺”一般不再一致,取决于质量对这一测量的影响。
因此要用一个时空坐标系来对全空间的事件进行描述,那么这个时空坐标系中的“时空坐标”将不再具有真实的测量意义,因此它所反映出的物理规律就只能是一种间接的“广义时空坐标”形式;它表明真实的物理时空不是平直的,而是“弯曲”的,否则我们可以使用全空间统一的测量标准,但实际上不能。
但物理过程是唯一的,只是不同地点和时刻对它的测量的结果值不一样;用物理语言描述,即任何事件固有间隔ds²=c²dT²不变,dT是事件固有时间;但在不同地点和时刻对它的测量中其时空测量值不同,即ds²=c²dt²-dl²中的时间测量值dt和空间测量值dl随参照系不同而不同;用广义时空坐标来表达,则具有千变万化始终如一的形式:
ds²=g[uv]dx{u}dx{v}
其中g[uv]表示广义时空度规张量,反映时空弯曲的情况;dx{u}和dx{v}表示广义时空坐标微元,{}表示逆变指标,[]表示协变指标,u、v分别可取0、1、2、3,取0表征广义时间坐标,取1、2、3表征广义空间坐标,相当于x、y、z。
由此可见,对于不变的ds²,当空间弯曲造成空间测量值dl不同时,时间测量值dt将相应变化,反映了时间的弯曲。更一般的,当广义空间坐标变化时,广义时间坐标也相应变化。这种“时间随空间的弯曲而改变”是由于物理现象的唯一性即其固有间隔ds²不变决定的:虽然时空测量值千变万化(由于“时空弯曲”),但他们反映的物理现象却是唯一的!
就大质量恒星附近的光线而言,虽然相对于其中任何局域惯性系时空而言,光线是光速直线,但从大范围时空看,并不存在一个处处均匀的全局惯性平坦时空,因而光线也不再是直观意义上的光速直线,而是变速曲线,表征了时空的弯曲。

网友(2):

这个嘛,本人是相对论迷,解释一下,广义相对论中根据等效原理,物质以最简单的方式弯曲时空。想象一张橡皮膜。一个铅球会将膜压变形,使得附近的物质向铅球稍微靠近。如果一个小球经过,除非小球高速运动,否则它将撞上铅球。太阳弯曲时空,使得附近的光线路经向内弯折(即向太阳方向弯折).因为光总是走最短的路径。在平时它走直线,但在弯曲的膜上,无法画出直线。光会走在弯曲的空间中最短的线——测地线。这是一条曲线,其曲率与时空的曲率有关。比如在地球仪上,连接两点最短的线是一条测地线。在平面地图上这显然是一条曲线。因此最短航线大多是测地线,在地图上是曲线。需要注意的是,时空的弯曲虽与橡皮膜弯曲相似,但更为复杂。时空是四维的,膜是二维的。在重力大的地方,由于时空弯曲程度————即曲率大,时间受其影响会过得更慢。

网友(3):

首先从天文学角度看,我们已经知道大质量物体有大引力。比如地球的引力比木星的要小。一光为例,一束光经过一个有质量的物体附近,由于受到这个物体的引力,所以光的路径也发生偏差。其他物质亦然。这有点像万有引力的东西。
但这种情况只有在质量很大的物体附近才会发生!

网友(4):

时空弯曲,只是一种未形成公认的假设。
星光经过太阳时拐弯,还有介质运动和介质温度两种观点,请自己查阅资料。
在爱因斯坦狭义相对论的推导过程中,我们必须假设空间平坦,才能进行推导,如果在广义相对论中推翻,就连相对论推导条件都不成立。

网友(5):

实践是检验真理的唯一标准!
有那个外国人,在日食的时候拍的相片可以证明,恒星移位的本质是,光所走的路线变了!
那么就可以证明爱因斯坦的结论是正确的!当然,黑洞也差不多,不过比太阳的引力大的多,光是进去了,而不是弯曲!