【正文】 orentz變換群 （一個特定的空－時坐標變換群） 是不變的 。這些 GPS衛(wèi)星在空中的位置是精心安排好的，任何時候在地球上的任何地點至少都能見到其中的 4顆。當然，這種精確度也很容易受到影響。研究團隊成員還包括了著名的華裔物理學家、諾貝爾獎得主、美國現(xiàn)任能源部長朱棣文，他們的研究成果發(fā)表于 《 自然 》 雜志上。而在傳播了 70億光年后，這對光子到達時間差只有 ?？茖W家們希望“費米”能通過觀測高能伽瑪射線來發(fā)現(xiàn)眾多新的脈沖星，揭示超大質量黑洞的內(nèi)部機理，并有助于物理學家尋找新的自然定律。 實際上，這一時期是暗能量向外的推力與向內(nèi)的重力之間“拔河”的一個至關重要的時期。他們認為，氣體的飛速運動 (和相對強大的地心引力 )導致了光譜線的扭曲，形成更長波長的拖尾。 PSR J07373039A/B距離地球達 1700光年。 1968年沙皮羅設計的廣義相對論的 第四個驗證“雷達波傳播中的時間延遲” 取得成功。他不光是位偉大的科學家，還是一個富有哲學探索精神的杰出的思想家。 對于 20世紀物理學的第三場革命 —— 量子力學，愛因斯坦有特殊的貢獻，他在很大程度上促進了量子力學解釋的清晰和完善。施塔赫爾 主編，范岱年 許良英 譯， 《 愛因斯坦奇跡年 ——改變物理學面貌的五篇論文 》 導言，上海：上?？萍冀逃霭嫔纾?2022） 正是這五篇論文，改變了 20世紀物理學的面貌，并深刻地影響了人類的命運至今。 這一切，是因為一個名叫愛因斯坦的公務員在德國 《 物理學年鑒 》 上發(fā)表了 5篇論文，帶來了物理學最偉大的革命，推倒了一座乍看固若金湯實乃風雨飄搖的金碧大廈，開啟了物理學新的紀元。盧米涅 [法 ]) ? 科普書 《 宇宙的琴弦 》 (格林 [美 ]) ? 科普書 《 超越時空：通過平行宇宙、時間卷曲和第十維度的科學之旅 》 (加來道雄 ) ? 科普書 《 平行宇宙 》 (加來道雄 ) 2022/3/13 廣義相對論 _緒論 2 2022/3/13 廣義相對論 _緒論 3 當我還是一個相當早熟的少年的時候，我就已經(jīng)深切地意識到， 大多數(shù)人終生無休止地追逐的那些希望和努力都是毫無希望的 。 愛因斯坦 （ Albert Einstein， ），舉世聞名的德裔美國科學家，現(xiàn)代物理學的開創(chuàng)者和奠基人。這是一篇沒有參考文獻的論文，在末尾愛因斯坦只對他的同事和好友貝索（ Michele Besso） 表示感謝。在愛因斯坦 1905年提出相對論前，荷蘭物理學家 洛倫茨 和法國數(shù)學家 龐加萊 已經(jīng)在相對論這個方向上做了大量工作。 ３．宇宙學－－ Einstein建成廣義相對論后不久，就試圖用來考查宇宙空間問題， 1917年的論文被認為是宇宙學的開創(chuàng)性文獻。三年后，佩蘭據(jù)此作出實驗測定，證實了 Einstein的理論預測。除了對引力波的直接探測外，框架拖曳也許是最重要的一種效應了。 PSR J07373039A/B雙脈沖星系統(tǒng) 愛因斯坦 1916年在他的廣義相對論中預言：宇宙空間中可能有引力波存在。 美國馬薩諸塞州劍橋市史密森尼天體物理天文臺的天體物理學家阿列克謝 最新的發(fā)現(xiàn)令科學家能夠看到實驗室中無法復制的高能光線的作用，從而能幫助科學家更清晰地研究愛因斯坦的相對論。而費米對同一伽瑪射線暴中兩個光子的觀測數(shù)據(jù)沒有表現(xiàn)出這一點，因此就排除了某些新的引力理論。距離重力源越遠，時鐘運轉的越快；反之，越靠近重力源，時鐘運轉的越慢。美國加利福尼亞大學伯克萊分校助理教授霍爾格 穆勒認為，這一數(shù)字是正確的。廣義相對論對于研究天體結構和演化以及宇宙的結構和演化具有重要意義。此外， GPS衛(wèi)星的運行軌道并非完美的圓形，與地面的距離和運行速度會有所變化，如果軌道偏心率為 ，時間就會有 46納秒的誤差。此觀測者將計算出原時間隔為 看見此時鐘以速度 v運動的第二觀測者，將觀測到兩次滴答聲之間的間隔為 ，空間間隔為 ，他將斷定原時間隔是 但已假定兩個觀測者都用慣性坐標系，因而他們的坐標之間有一個Lorentz變換關系，由于原時相等 〔 根據(jù) （ ）式 〕 ，看到時鐘在運動的觀測者，將發(fā)覺它的滴答聲的周期是 （ ） 2022/3/13 廣義相對論 _緒論 34 時間膨脹與 Doppler效應表觀時間膨脹或收縮的區(qū)別 ? 如果我們的“時鐘”是運動的光源，光的頻率是 ，則由 （ ）式得知相繼發(fā)射的兩次波前（比如說，電場某分量的最大值）之間的時段為 。其動坐標 與實驗室坐標 的聯(lián)系是 其中 是由（ ）－（ ）所定義的“推動”。 ? Galileo (15641642) 發(fā)現(xiàn)落體的速率與其質量無關。 2022/3/13 廣義相對論 _緒論 53 2022/3/13 廣義相對論 _緒論 54 $3. 空間－時間連續(xù)區(qū) ? 表示自然界普遍規(guī)律的方程所要求的廣義協(xié)變性 ? 在廣義相對論里，空間和時間的量不能如下定義：即以為空間的坐標差能用單位量桿直接量出，時間的坐標差能用標準鐘量出。 ? 狹義相對論使空間和時間的理論所受的修改是深刻的，但一個重要之點未動：對于一只同（特定的）參考系相對靜止的時鐘上兩個選定的指針位置，總對應著一個具有一定長度的時間間隔， 這個間隔同地點和時間無關。 Gauss假定：在空間任一足夠小的區(qū)域內(nèi)都能找到一局部 Euclid坐標系 使得在坐標為 與 的兩點之間距離滿足 pythagoras 定理： 2022/3/13 廣義相對論 _緒論 48 2022/3/13 廣義相對論 _緒論 49 ? 如果曲面是非 Euclid的，那么用滿足 Pythagoras定律的Euclid坐標系 就不能覆蓋它的任何 有限 部分。 下面把上述流體的定義變換為能量－動量張量的表述。 只涉及轉動和空－時平移 時， Lorentz群與 Galileo群一樣。受地球質量的影響，在地球表面的時空要比 GPS衛(wèi)星所在的時空更加彎曲，這樣，從地球上看， GPS衛(wèi)星上的時鐘就要走得比較快，用廣義相對論的公式可以計算出，每天快大約 45微秒。近年來，關于脈沖雙星的觀測也提供了有關廣義相對論預言存在引力波的有力證據(jù)。接著，第三束激光束繼續(xù)將同一個原子再生為兩種狀態(tài)。人們期待，充滿宇宙間的暗物質粒子相互湮滅時同樣會產(chǎn)生高能光子即伽瑪射線。有些模型預言，時空的泡沫會使得高能伽瑪射線光子的運動速度比低能光子慢得多。斯伯格聲稱，這兩項研究結果之間的一致性“是愛因斯坦廣義相對論的一次勝利”，這一理論將引力描述為時間與空間幾何體系中的屬性之一。天文學家容易分辨出，在鐘面位置上 9和 10點鐘方向的藍色影像，可能都來自這個正在形成中的奇特星系，甚至星系團中心左方的那團藍色的斑點，可能也是這個星系的幻影。因為 位的改變會影響另一顆脈沖星所輻射的電磁波的線路。兩個天文學家小組觀測到這樣的顯示信號，即致密天體，例如黑洞與中子星，由于它們的自轉能吸引附近的空間與時間圍繞它們一同轉動。這項工作，促成了電子波的實驗證實，也推動了薛定諤的波動力學的建立。 ２．廣義相對論－－ 1907年， Einstein提出有必要把相對性理論從勻速運動推廣到加速運動，其基礎就是慣性質量同引力質量的相當性。 8月寫作 《 狹義和廣義相對論淺說 》 。 布朗運動是蘇格蘭植物學家布朗于 1827年在用顯微鏡觀察浸泡在水中的花粉時發(fā)現(xiàn)的，這些小花粉在水中做無規(guī)則的運動。其結果就是一種真正狂熱的自由思想，并且交織著這樣一種印象：國家是故意用謊言來欺騙年青人的；這是一種令人目瞪口呆的印象。 這樣，第一條出路就是宗教，它通過傳統(tǒng)的教育機關灌輸給每一個兒童。愛因斯坦把經(jīng)典的流體動力學技巧和擴散理論想結合，創(chuàng)造了一種測定分子大小和阿伏伽德羅常量的新方法。 1915年 11月提出廣義相對論引力方程的完整形式 ， 并且成功地解釋了水星近日點運動 。 2022,北京 ,“世界物理年紀念大會” 2022/3/13 廣義相對論 _緒論 10 一 . 相對論及其推廣： １．狹義相對論－－第一篇論文是 1905年 6月的 《 論動體的電動力學 》 ，這是Einstein青年時代多年探索的結果，以完整的形式提出了勻速運動下的相對論理論，提出了空間、時間的新概念。 1916年的論文 《 關于輻射的量子理論 》 ，是量子論發(fā)展第一階段的理論總結，它從波爾的原子構造假說出發(fā)，用統(tǒng)計力學的方法導出普朗克的輻射公式。這也是對廣義相對論的重要驗證。但是，一個可行性的觀測方法：利用天蝕現(xiàn)象觀測。這是一個典型的“引力透鏡”現(xiàn)象，照片中心黃色影像是一個巨大的星系團，而那些藍色的物體其實是同一個星系，位于星系團的后面。”其研究小組在 2022年 2月10日出版的 《 天體物理學雜志 》上發(fā)表兩篇相關論文。米切爾森（ Peter Michelson）說：“物理學家希望，能把愛因斯坦在相對論中表達出來的引力觀用處理所有基本作用力的某種東西替代?！? 在太空中，只有部分伽瑪射線來自于伽瑪暴。在其中一種狀態(tài)中，原子會被激光脈沖推移大約 1毫米的十分之一，這樣它就會與地球的重力場遠離一點點。時間空間的彎曲結構取決于物質能量密度、動量密度在時間空間中的分布，而時間空間的彎曲結構又反過來決定物體的運動軌道。因此在地球上看 GPS衛(wèi)星，它們攜帶的時鐘要走得比較慢，用狹義相對論的公式可以計算出，每天慢大約 7微秒。 （ ） 2022/3/13 廣義相對論 _緒論 32 形如（ ）的所有 Lorentz變換的集合被稱為 非齊次 Lorentz群 ，或Poincare（彭加萊）群 。 （ ） （ ） 相對論流體動力學 2022/3/13 廣義相對論 _緒論 4