PDF《广义相对论（简介）》

1 2 / d r c dt c dt ? ? ? ? ? ? ? ? 引力场越深的地方,???越负,根号越小. ? 对特定的原时d?,dt 越大 ? 时间变慢 如果大质量恒星表面 r 处22GM c r ? ? ? ? ? 例30

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10 M M kg ? ? ? ?

4 2

2 10 s GM r m c ? ?

18 3

10 / kg m ? ?

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2 / d c dt ? ? ? ? 对光来说,引力红 移至无限弱. dt ? ? 对一有限的d?, 时间效应黑洞?1972,确认的第一个黑洞,天鹅X-1,距地 球14,000光年,10倍太阳质量. ? "人马",位于银河系中心,距地球 30,100光年,约100-400万太阳质量. ? "巨人",位于类星体3C273附近,距银河 系20亿光年.15万亿太阳质量(1.5X1013). 视界周长29光年. 实景照片 美国宇航局公布的黑洞攻击星系的实景照片.黑洞喷射强大 的射流,冲击附近的一个较小星系.(图片来自:NASA) http://sci.ce.cn/yzdq/yz/yzxw/200801/11/t20080111_14189539.shtml http://www.msnbc.msn.com/id/22299201/ 实景照片 The galaxy NGC-1097 with a monstrous black hole surrounded by a ring of stars at its center Nasa has found a monster black hole

100 million times the mass of the Sun feeding off gas, dust and stars at the centre of a galaxy

50 million light-years away. http://www.impactlab.com/2009/07/24/nasa-has-found-a-monster-black-hole-100-million-times-the-mass-of-the-sun/ 黑洞视频 ? 黑洞模拟2 ? Interstellar-星际穿越(0:58, 2:15) ? [BBC].Wonders.of.the.Universe.E03 (0:47) 掉进黑洞 ? http://jila.colorado.edu/~ajsh/insidebh/rn.ht ml ? http://www.zhihu.com/question/26581594 ? http://v.youku.com/v_show/id_XMzkyMjE4 MTg4.html (优酷:视频: 进入黑洞的旅行) ? http://v.youku.com/v_show/id_XNDgzNTE zODUy.html 广义相对论场方程 ? 物质能量/动量密度决定了时空的弯曲结构 ? 时空的弯曲结构又反过来决定物体的运动轨道 ? 物体总是沿着四维弯曲时空的直线走 ? 测地线 ? 测地线是临近两点之间最短路径,是弯曲空间中最接近于 直线的路径 ? 物体运动方程即测地线方程,与物体自身固有性质无关, 只取决于时空局域几何性质

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8 2 G G R g R T c ?? ?? ?? ?? ? ? ? ? 爱因斯坦张量 ? 表示时空弯曲结构 能量动量张量 弯曲空间?地球绕太阳的运动 ?一束光线的轨迹 (最短路径) 双生子佯谬 ? 狭义相对论的标准解释见:引力理论和 引力效应,王永久著,湖南科学技术出 版社( page-36,时钟佯谬的狭义相对 论处理,page-732,时钟佯谬的严格讨 论) a a a a 双生子佯谬 从地球上看: g g g g L 双生子佯谬

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2 / d c dt ? ? ? ? 从飞船上看,存在一等效引力场,如图: 相对论与GPS

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1 (1 )

2 f f f f ? ? ? ? ? ? ? ?

2 ' 0.835fs

2 f f f ? ? ? ? ? ? ? ? 3874m/s v ? ? 狭义相对论对卫星上时钟的影响 使时钟变慢,频率变低

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2 / , Gm dt c dt r ? ? ? ? ? ? 卫星 地面

2 / 5.284fs f c ? ? ? ? ? 其中 ? 广义相对论对卫星上时钟的影响 卫星钟较快 ? 每天慢7微秒 ? 每天快45微秒 GPS卫星钟每天快38微秒 ? 如果不校正的话,GPS系统每天将会累积大约10千米 的定位误差. 参考书 ? 科普性质的: C 爱因斯坦《物理学的进化》 C 霍金《时间简史》系列 C 基普.索恩《黑洞与时间弯曲-爱因斯坦的幽灵》 C 伽莫夫《物理世界奇遇记》 C 百度百科:广义相对论 ? 教材级别的: C 狄拉克《广义相对论》 C 国内的,王永久《引力理论和引力效应》 ? 介于二者之间的: C 爱因斯坦《相对论的意义》,《狭义与广义相对论浅说》 MOVIES ? [宇宙的构造] PBS NOVA The Fabric of the Cosmos, Brian Green, 哥伦比亚大学物理 学教授 ? [BBC]:宇宙的奇迹] Wonders of the Universe, Brian Cox,曼彻斯特大学高能物 理学教授 ? 历史频道《宇宙》- SE05 ? Interstellar-星际穿越,克里斯托弗・诺兰 网络资源 ?http://www.math.ucr.edu/home/baez/gr/ ?http://hi.baidu.com/h_662606876/blog/item/7d61ca07a328a8 c97a894745.html ?http://zh.wikipedia.org/wiki/狭义相对论 ?http://zh.wikipedia.org/zh-cn/广义相对论 ?http://baike.baidu.com/view/24909.htm 严肃的科学: 民科: http://www.lapc.ac.cn/kjyd/2008/10/hpgaddyr3x.htm http://myore.blog.163.com/blog/static/166718020095165424417/ ... 视频: http://video.google.ca/videosearch?q=General+Rel ativity+MIT+Physics+Lecture# E N D