Question

爱因斯坦的相对论

Answer 1

爱因斯坦的相对论分狭义和广义。怎么说呢？  运动物体必须有一个参考物，这个参考物就是参照系；狭义的相对论是将地球上的物体作为参照系，加上光速不变原理，来推导物质运动原理； 广义相对论是将 参照系放到整个宇宙，来研究宇宙物质的运动。

1905年，爱因斯坦提出狭义相对论，说 运动的物体与静止的物体时间是不一样的 。

举个例子：

此前我一直未懂，为什么？这里的关键是： 光速是不变的 。它没有随火车的运动而变快。

我们做这样一个实验：

假设你现在在一辆火车上，火车的速度是100米每秒，然后你以1米每秒的速度在火车里面往前走，这时候你想象一下如果地面上有个人，他测量你的速度的话，会是多少？

答案是101米/秒；但如果你在火车里打开一个手电筒，我们再测量这个光速（约30万公里/秒），光速还是原来的光速，并没加上火车的速度，一点没变。

所以运动物体体验的时间相对静止物体会少：他过了一秒，你过了一年。

（有时我会想：为什么同龄的郭德钢与林志颖面相差异如此大？难道跟小志是赛车手有关。还有是不是越运动越年轻？包括大脑。）

牛顿在理解物体下落和行星运转的原因时，一直想像空间是一个巨大的空容器，一个装宇宙的框架。所有物体都在其中做直线运动，直到有一个力使它们的轨道发生弯曲。但他至死没弄明白：空间是什么。

爱因斯坦受法拉第“电磁场”无处不在的启发，想象空间就是一个“引力场”， “引力场”就是空间 ，这是广义相对论的核心。从这个理解出发，爱因斯坦推论出：

太阳会使其周围的空间发生弯曲，所以地球并不是在某种神秘力量的牵引下绕着太阳旋转，而是在一个倾斜的空间中行进。就好像弹珠在漏斗中滚动一样：漏斗中心并不会产生什么神秘的“力量”，是弯曲的漏斗壁使弹珠滚动的。所以无论是行星绕着太阳转，还是物体下落，都是因为空间发生了弯曲。

光在太阳周围受强引力影响会发生弯曲，时间也是。爱因斯坦曾预言，在高空中，在离太阳更近的地方，时间会过得比较快，而在低的地方，离地球近的地方时间则过得比较慢。

当一个大恒星燃烧完自己所有的燃料（氢）时，它就会熄灭。残留的部分因为没有燃烧产生的热量的支撑，会因为自身的重量而坍塌，导致空间强烈弯曲，最终塌陷成一个真真正正的洞。这就是著名的“黑洞”。

这些都是空间引力场的作用。

爱因斯坦将广义相对论用一个简洁公式表示：

但说实话，我一点看不懂。只能说：厉害！

狭义相对论的关键元素是光速不变，广义相对论的关键元素是：空间就是引力场。

我有时会想：这个“引力场”（空间）与宇宙中的物质（星云、恒星等）关系，就像海洋与陆地、女性与男性；这个“空间”又像宇宙学家说的 “暗物质 ”能量 （物质与能量是统一体，在一定条件下互转）。

190314