本帖最后由 rwxsoft 于 2021-9-17 15:09 编辑
[size=15.008px]爱因斯坦在1915年左右发表的一系列论文中给出了广义相对论最初的形式。他首先注意到了被称之为（弱）等效原理的实验事实：引力质量与惯性质量是相等的（目前实验证实,在{\displaystyle 10^{-12}}的精确度范围内,仍没有看到引力质量与惯性质量的差别）。这一事实也可以理解为，当除了引力之外不受其他力时，所有质量足够小（即其本身的质量对引力场的影响可以忽略）的测验物体在同一引力场中以同样的方式运动。既然如此，则不妨认为引力其实并不是一种“力”，而是一种时空效应，即物体的质量（准确的说应当为非零的能动张量）能够产生时空的弯曲，引力源对于测验物体的引力正是这种时空弯曲所造成的一种几何效应。这时，所有的测验物体就在这个弯曲的时空中做惯性运动，其运动轨迹正是该弯曲时空的测地线，它们都遵守测地线方程。正是在这样的思路下，爱因斯坦得到了其广义相对论。 [size=15.008px]系统的说，广义相对论包括如下2条基本假设[2]。： - 广义相对性原理（广义协变性原理）：任何物理规律都应该用与参考系无关的物理量表示出来。用几何语言描述即为，任何在物理规律中出现的时空量都应当为该时空的度规或者由其导出的物理量。
- 爱因斯坦场方程（详见广义相对论条目）：
[size=15.008px]它具体表达了时空中的物质（爱因斯坦张量）对于时空几何（黎曼曲率张量）的影响，其中对应力-能量张量的要求（其梯度为零）则包含了上面关于在其中做惯性运动的物体的运动方程的内容。 [size=15.008px]广义相对论的一些发现： - 重力时间膨胀：重力导致的时空扭曲率越大，时间就过得越慢
- 进动：是自转物体之自转轴又绕着另一轴旋转的现象。（这已经在水星轨道和双星脉冲星中观察到了）。
- 光偏转：光线通过引力场时存在偏转。
- 参考系拖拽：处于转动状态的质量会对其周围的时空产生拖拽的现象。
- 宇宙加速膨胀：宇宙正在扩张，并且其远处的部分以比光速更快的速度远离我们。
[size=15.008px]从技术上讲，广义相对论是一种引力理论，其主要特征是它使用了爱因斯坦场方程。场方程的解是度量张量，它定义了时空的拓扑学结构以及对像如何惯性运动。 [size=15.008px]如果说到了二十世纪初狭义相对论因为经典物理原来固有的矛盾、大量的新实验以及广泛的关注而呼之欲出的话，那么广义相对论的提出则在某种意义下是“理论走在了实验前面”的一次实践。在此之前，虽然有一些后来用以支持广义相对论的实验现象（如水星轨道近日点的进动），但是它们并不总是物理学关注的焦点。而广义相对论的提出，在很大程度上是由于相对论理论自身发展的需要，而并非是出于有一些实验现象急待有理论去解释的现实需要，这在物理学的发展史上是并不多见的。因而在相对论提出之后的一段时间内其进展并不是很快，直到后来天文学上的一系列观测的出现，才使广义相对论有了比较大的发展。到了当代，在对于引力波的观测和对于一些高密度天体的研究中，广义相对论都成为了其理论基础之一。而另一方面，广义相对论的提出也为人们重新认识一些如宇宙学、时间旅行等古老的问题提供了新的工具和视角。 | 
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发表于 2021-5-26 17:21:44
