为什么质量能引起时空弯曲?
牛顿说引力是源于第一推动,是上帝给的。爱因斯坦说引力是时空弯曲的表现。相对论中举例说,好比大质量的物体放到一张平坦的网上面,会导致网下陷。如果按照这个比喻,那么时空也是一...
牛顿说引力是源于第一推动,是上帝给的。
爱因斯坦说引力是时空弯曲的表现。
相对论中举例说,好比大质量的物体放到一张平坦的网上面,会导致网下陷。
如果按照这个比喻,那么时空也是一种物质?
我想问的是:具体来说,什么是物质,为什么物质会导致时空的弯曲?
我从量子力学到相对论,仔细分析过,但是不清楚为什么大质量的物体会导致时空弯曲。
时空中质量或者说能量分布不均匀导致时空不平坦,那么为什么会不不均匀,具体来说什么是物质,什么是能量,有何关系。熵增大原理是否说明宇宙一开始是很高度有序的?这种有序性从何而来? 展开
爱因斯坦说引力是时空弯曲的表现。
相对论中举例说,好比大质量的物体放到一张平坦的网上面,会导致网下陷。
如果按照这个比喻,那么时空也是一种物质?
我想问的是:具体来说,什么是物质,为什么物质会导致时空的弯曲?
我从量子力学到相对论,仔细分析过,但是不清楚为什么大质量的物体会导致时空弯曲。
时空中质量或者说能量分布不均匀导致时空不平坦,那么为什么会不不均匀,具体来说什么是物质,什么是能量,有何关系。熵增大原理是否说明宇宙一开始是很高度有序的?这种有序性从何而来? 展开
5个回答
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时空弯曲都是以引力作为体现的.
有两个思想实验能够得出时空弯曲.空间的弯曲是自由下落电梯里面的一束光,而时间的弯曲是落钟实验.
试想在一个自由落体的电梯里面,一束光在两面正对的墙壁之间传播,在电梯里面的人看来,光是笔直的从一面墙照射到对面的墙上的对应位置,但是在电梯外静止的人看来,由于电梯在以自由落体运动,当光发射之后要经历一段时间才到达对面的墙,而电梯已经下落了一定的距离,如果光要打在对面墙上对应的位置,光就必须弯曲向下.但是光应该是一直沿着空间中的直线传播的,既然光路被弯曲了,一定就是空间被弯曲了.
而时间的弯曲是落钟实验,实验里面,在一个房间的天花板和地板上有两个钟,一开始的时候两者是精确无误的,之后两者都要做自由落体运动.如果上面那个钟先下落,在开始下落的时候向地板上那个钟发射一个光子,并且开始计时;地板那个钟收到这个光子之后也随即下落并开始计时.
问题是,光子从天花板来到地板需要时间,在这一段时间里面,天花板的钟已经有了向下的速度,当两个中一起做自由落体运动之后,天花板的钟会慢慢向地板的钟靠近,因此会令它发射的光产生多普勒效应,地板钟所收到的光的频率比天花板钟的发射频率略快,也就是说天花板的时间是比地板的时间更快的.这就是时间弯曲所造成的效应.
有两个思想实验能够得出时空弯曲.空间的弯曲是自由下落电梯里面的一束光,而时间的弯曲是落钟实验.
试想在一个自由落体的电梯里面,一束光在两面正对的墙壁之间传播,在电梯里面的人看来,光是笔直的从一面墙照射到对面的墙上的对应位置,但是在电梯外静止的人看来,由于电梯在以自由落体运动,当光发射之后要经历一段时间才到达对面的墙,而电梯已经下落了一定的距离,如果光要打在对面墙上对应的位置,光就必须弯曲向下.但是光应该是一直沿着空间中的直线传播的,既然光路被弯曲了,一定就是空间被弯曲了.
而时间的弯曲是落钟实验,实验里面,在一个房间的天花板和地板上有两个钟,一开始的时候两者是精确无误的,之后两者都要做自由落体运动.如果上面那个钟先下落,在开始下落的时候向地板上那个钟发射一个光子,并且开始计时;地板那个钟收到这个光子之后也随即下落并开始计时.
问题是,光子从天花板来到地板需要时间,在这一段时间里面,天花板的钟已经有了向下的速度,当两个中一起做自由落体运动之后,天花板的钟会慢慢向地板的钟靠近,因此会令它发射的光产生多普勒效应,地板钟所收到的光的频率比天花板钟的发射频率略快,也就是说天花板的时间是比地板的时间更快的.这就是时间弯曲所造成的效应.
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这个问题涉及到量子的引力理论。准确的说,现代物理学还没有能力肯定的回答这个问题。因为量子引力理论还没有最终确定下来。把引力的效应看作是时空的弯曲只是一种设想,并不是事实。但因为时空扭曲理论能够解决大多数物理学的问题,所以被广泛的接受。与之相对应的是量子力学的时空图像,这二者由于无法相互融洽,因此独立开来,所以对于宇宙的终极问题(比如时空形态)还得不到准确的回答。因此科学家们正在努力使这两个理论合二为一,成为终极理论——量子引力理论。
爱因斯坦的广义相对论认为,由于有物质的存在,空间和时间会发生弯曲,而引力场实际上是一个弯曲的时空。爱因斯坦用太阳引力使空间弯曲的理论,很好地解释了水星近日点进动中一直无法解释的43秒。广义相对论的第二大预言是引力红移,即在强引力场中光谱向红端移动,20年代,天文学家在天文观测中证实了这一点。广义相对论的第三大预言是引力场使光线偏转。最靠近地球的大引力场是太阳引力场,爱因斯坦预言,遥远的星光如果掠过太阳表面将会发生一点七秒的偏转。
爱因斯坦的广义相对论认为,由于有物质的存在,空间和时间会发生弯曲,而引力场实际上是一个弯曲的时空。爱因斯坦用太阳引力使空间弯曲的理论,很好地解释了水星近日点进动中一直无法解释的43秒。广义相对论的第二大预言是引力红移,即在强引力场中光谱向红端移动,20年代,天文学家在天文观测中证实了这一点。广义相对论的第三大预言是引力场使光线偏转。最靠近地球的大引力场是太阳引力场,爱因斯坦预言,遥远的星光如果掠过太阳表面将会发生一点七秒的偏转。
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这个问题涉及到量子的引力理论。准确的说,现代物理学还没有能力肯定的回答这个问题。因为量子引力理论还没有最终确定下来。
把引力的效应看作是时空的弯曲只是一种设想,并不是事实。但因为时空扭曲理论能够解决大多数物理学的问题,所以被广泛的接受。与之相对应的是量子力学的时空图像,这二者由于无法相互融洽,因此独立开来,所以对于宇宙的终极问题(比如时空形态)还得不到准确的回答。因此科学家们正在努力使这两个理论合二为一,成为终极理论——量子引力理论。这个理论能够很好的回答你的问题。
由于鄙人的学识有限,就不多说了。最后建议一本书《宇宙的本源——通向量子引力的三条途径》,在这本书里,作者对时空的图像有所介绍,相信你能在里面找到答案。
把引力的效应看作是时空的弯曲只是一种设想,并不是事实。但因为时空扭曲理论能够解决大多数物理学的问题,所以被广泛的接受。与之相对应的是量子力学的时空图像,这二者由于无法相互融洽,因此独立开来,所以对于宇宙的终极问题(比如时空形态)还得不到准确的回答。因此科学家们正在努力使这两个理论合二为一,成为终极理论——量子引力理论。这个理论能够很好的回答你的问题。
由于鄙人的学识有限,就不多说了。最后建议一本书《宇宙的本源——通向量子引力的三条途径》,在这本书里,作者对时空的图像有所介绍,相信你能在里面找到答案。
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2010-03-10
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兽爷说 要有光。 这世界就有了光!
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这问题太难回答了……涉及到物理学的基础啊……
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