愛因斯坦從狹義相對論到廣義相對論經過了什麼
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在現代科學中,宇宙學第一法則是相對論,粒子學第一法則是量子力學。相對論中又分爲狹義相對論和廣義相對論,那麼問題來了,從狹義相對論到廣義相對論究竟經過了什麼?
狹義相對論的兩條基本原理是光速不變和慣性系等效。從這兩條原理出發可以得到時間變慢,距離變短等一系列相對論效應。愛因斯坦繼續研究廣義相對論,不僅是爲了升級,而是補救狹義相對論的,狹義相對論有漏洞,並不能自圓其說。
慣性系就是漏洞,怎麼確認慣性系?最基本的方法就是利用物體的“慣性”來確定慣性系,在平整的桌面上放一個玻璃球,如果玻璃球相對於桌面靜止,桌面就是慣性系;推桌子改變桌子的運動狀態,玻璃球會滾動,從滾動的玻璃球就可以確認桌面是非慣性系。
確定慣性參考系的原理用文字描述是這樣的:如果我們不能確定參考系的加速度,就確定參考系中不受力物體的運動狀態,不受力的物體加速度爲零的就是慣性系。
這種確認方法會遇到麻煩,在太空艙中或是自由落體時都是失重狀態,以太空艙爲參考系,完全符合慣性系的條件,但是太空艙明明有向心加速度。自由下落的電梯是不斷加速的過程,但是電梯中的人感覺不到重力,也能得出慣性參考系的結論。
而且一旦承認重力,還有另外一個問題:在一個沒有重力的地方,如果參考系的加速度正好是重力加速度,在參考系中就可以感受到“重力”的存在。重力與加速度仍然無法區分。
說好的慣性系等效,重力卻可以隨意造假慣性系。因爲慣性和重力都和質量成正比,在參考系內部無法確定重力的存在。而同樣是遠程作用力,電場力只和電荷有關,利用電荷就能確認電場的存在。
物質的電場力關聯電荷屬性,爲什麼物質的慣性和重力(萬有引力)可以同時關聯質量屬性?物理規則中沒有巧合,要麼物質有兩個質量屬性,要麼慣性和重力是同一種作用方式。
愛因斯坦……(此處省略一萬字)天才的發現了廣義相對論。
廣義相對論增加了兩個原理是:引力是時空彎曲;引力和加速度等效。其實廣義相對論解決問題的方式也很妙,既然狹義相對論無法分辨慣性和引力,廣義相對論不是給出分辨方法,而是告訴我們確實分不開,它們都等效了,永遠別想在參考系內部分辨慣性和引力。
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