第284章 宇宙奥秘:零点能与相对论(3 / 4)
学革命最伟大的成就。相对论学说,可以分为狭义相对论和广义相对论。相对论是迄今为止人类解开宇宙秘密和时空真相最靠谱的工具手段,已经被无数观测和实验所证实。
狭义相对论的核心观点是时间与空间结合为时空。在狭义相对论的世界观里面,时间和空间都不是可以独立存在的,二者是一体的关系。
狭义相对论提出了两个基本假设:光速不变原理和相对性原理。
光速不变原理,是说真空中的光速对于任何观察者来说都是相同的。指的是,无论在何种惯性系中观察,光在真空中的传播速度都是一个常数,不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变。
这个数值是299792458米/秒。这个结论不仅仅是假设,而且是颠覆不破的客观事实。
相对性原理在狭义相对论里面,是说时间在宇宙各处的流逝都是相对的,而不是绝对的。这很难被理解,但确实是真实存在的现象。
爱因斯坦在相对论中提出一个关于时间的膨胀效应,他指出时间在不同的惯性系之间是相对存在的,而不是绝对的。
爱因斯坦通过推论发现,运动的惯性系时间要比相对静止的惯性系时间走得要慢,这就是时间的膨胀效应。
我们可以理解为:运动的钟比静止的钟走得慢,而且,运动速度越快,钟走越慢,接近光速时,钟就几乎停止了。这一结果来自于尺缩效应的数学方程式:l=l’[1-(v/c)^2]^1/2。
而广义相对论比狭义相对论更加伟大,它的核心观点是,引力的实质是时空弯曲,这是对引力本质的颠覆性解释。根据广义相对论,时空被描绘成类似蹦床的样子(当然,这仅仅是比喻,并没有这样简单)。理论认为,行星或恒星会对时空的蹦床之网施加作用。
广义相对论一个突出的、极其富有启发性的观点是:所谓引力,并不是像电磁力那样,由电荷吸引而产生的力,而是四维时空弯曲的结果。
物体总是选择最短路径运动,即物体在四维时空中沿测地线运行,在三维空间中看来,就好像受到某种吸引力一样。
而时空之所以会弯曲,是因为巨大质量的物体,如恒星、行星等“压”在四维时空中,就像三维空间一个铁球压在一块平整的海绵上,把海绵压得弯曲了。
广义相对论观点不需要假设一种额外的、叫做“引力”的东西,引力是时空结构自然而然的表现,因而更简洁。
广义相对论认为,时
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