请问物力高手,如果用广义相对论中的时空扭曲代替万有引力,那么如何解释苹果掉下来(即重力)现象?
来源:学生作业帮 编辑:百度作业网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/07/30 22:06:39
请问物力高手,如果用广义相对论中的时空扭曲代替万有引力,那么如何解释苹果掉下来(即重力)现象?
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这个好说,先回顾一下牛顿第一定律:“物体所受合外力为零或者不受力的时候静止或者匀速直线运动.”广义相对论非常巧妙的推广了牛顿第一定律的这个思想.
就以苹果下落为例,在广义相对论中,“引力”的概念被“时空弯曲”的概念所取代(这里地球附近的时空区域可以简化成Schwarzchild Spacetime),所以“引力”在广义相对论里面也就不是“力”的概念,那么苹果下落自然是只受到引力的作用,那么按照广义相对论,只有弯曲的时候的概念,而没有引力的概念,所以这个苹果是没受任何“力”的作用,既然不受力,那么它应该在弯曲的时空中做“匀速直线运动”.而用广义相对论的话来说,“弯曲时空中的匀速直线运动”正是我们平时说的自由落体运动.
总而言之,用广义相对论的话来说“苹果下落”这件事,就是由于“苹果不受力,而在弯曲的时空中做匀速直线运动”所致的.
至于为什么“苹果下落”这件事用广义相对论的眼光来看,它做的是“匀速直线运动”,这是由于广义相对论是在四维广义黎曼空间里面讨论物理问题,时间空间都是统一的,而苹果在时空中的四维速度是个常矢量,其在四维时空中的轨迹是测地线(即弯曲时空中的直线),所以说它是“匀速直线运动”.至于更深刻的理解需要一种比较繁琐的数学知识,LZ需要学习近代微分几何才能明白,就不赘言了.
参考资料:
梁灿彬 周彬 《微分几何入门与广义相对论》(第二版)
P.A.M Dirac 《General Theory Of Relativity》
这本书有个中译本的:
就以苹果下落为例,在广义相对论中,“引力”的概念被“时空弯曲”的概念所取代(这里地球附近的时空区域可以简化成Schwarzchild Spacetime),所以“引力”在广义相对论里面也就不是“力”的概念,那么苹果下落自然是只受到引力的作用,那么按照广义相对论,只有弯曲的时候的概念,而没有引力的概念,所以这个苹果是没受任何“力”的作用,既然不受力,那么它应该在弯曲的时空中做“匀速直线运动”.而用广义相对论的话来说,“弯曲时空中的匀速直线运动”正是我们平时说的自由落体运动.
总而言之,用广义相对论的话来说“苹果下落”这件事,就是由于“苹果不受力,而在弯曲的时空中做匀速直线运动”所致的.
至于为什么“苹果下落”这件事用广义相对论的眼光来看,它做的是“匀速直线运动”,这是由于广义相对论是在四维广义黎曼空间里面讨论物理问题,时间空间都是统一的,而苹果在时空中的四维速度是个常矢量,其在四维时空中的轨迹是测地线(即弯曲时空中的直线),所以说它是“匀速直线运动”.至于更深刻的理解需要一种比较繁琐的数学知识,LZ需要学习近代微分几何才能明白,就不赘言了.
参考资料:
梁灿彬 周彬 《微分几何入门与广义相对论》(第二版)
P.A.M Dirac 《General Theory Of Relativity》
这本书有个中译本的:
请问物力高手,如果用广义相对论中的时空扭曲代替万有引力,那么如何解释苹果掉下来(即重力)现象?
宇宙中的黑物质可以使时空发生扭曲,那么是否可以穿越时空到过去?
什么是时空扭曲,时间和空间的扭曲在理论上是怎么实现的,假想中的时空扭曲是什么感觉?(权威文献解释最好)
为什么有万有引力,有没有一种合理解释?所谓的时空扭曲太抽象了,希望用量子力学解释一下,
如果苹果树长到月球那么高,苹果会不会掉下来
当年牛顿看到苹果从树上掉下来,就发现了万有引力,要是当年掉下来的是榴莲呢
有了时空扭曲,会如何呢?
一个苹果砸在了牛顿头上,他发现了万有引力,但如果掉下来的是铅球呢,牛顿他会怎么样呢?
请问重力与引力的区别苹果从树上掉下来是受到地球重力的影响还是引力的影响
大家相信广义相对论中的时空弯曲吗?
根据广义相对论,万有引力是如何产生的
牛顿发现万有引力真的是因为一个苹果掉下来吗?