請問,愛因斯坦廣義相對論中闡述引力場是物質和能量相互作用扭曲了時空的結果,該如何理解?


愛因斯坦廣義相對論中闡述引力場是物質和能量相互作用扭曲了時空的結果

字面意思理解。


業餘愛好者表示最喜歡的解釋就是物體在時間和空間中的合速度永遠等於c

但是不記得這是對狹義還是廣義的解釋


黑洞連光都可以吸收,也就是光都逃逸不出黑洞,超光速,你比認為人都快,你活在現在,別人活在過去,你看見過去的事。超慢速,你比任何人都慢,你活在現在,別人活在未來,你可以看見即將發生的事或不久的將來將發生的事。


如果承認物質空間裡布開引力場,那麼愛因斯坦對空間的扭曲的描述就是準確的。


什麼是「時空彎曲」?

先談純粹的空間彎曲。如果空間中兩點之間的距離公式符合勾股定理,則空間就是平直空間,空間中成立的幾何就是歐氏幾何,否則,空間就是彎曲的,空間中成立的幾何就是非歐幾何。所以,我們所在的空間究竟是平直的還是彎曲的,只有經過實測才能確實。通過對一個實際存在的直角三角形進行測量,才能知道它究竟符不符合勾股定理。

顯然,在對這個直角三角形所進行的測量中,沿x軸、y軸的測量,以及沿斜邊的測量,都是長度測量,測量的方法、測量用的標準直尺,都是相同的。如果我們在這個三維空間上,再增加一個維度,變成四維,但第四維的含義是房價,或者是溫度,某個給定的三維空間區域上的第四維的高度,代表某一地段、某一樓層的房價,或者代表某一個微小的三維空間區域中的溫度,則這個四維坐標系,數學上可以存在,可以畫出來,但我們卻不能稱它為「四維空間」。即使我們能人為的定義出一個這種「四維空間」中兩點之間的距離公式,但這個「四維空間中的兩點之間的距離」卻無法實際測量,因為第四維的測量方法與前三維完全不同,物理含義完全不同。由於斜邊的長度無法測量,我們也就不能進一步說,如果這個「四維空間中的距離」符合勾股定理,這個「四維空間」就是平直的,空間中成立的幾何是歐氏幾何,否則,這個「四維空間」就是彎曲的,空間中成立的幾何是非歐幾何。

同樣,把時間與三維空間合併成一個所謂的「四維時空」,這個「四維時空」中的兩點之間的距離也無法實際測量,我們也無法說,這個「四維時空」是平直的還是彎曲的。無法測量四維時空中兩點之間的距離,無法判定四維時空究竟有沒有彎曲的原因,就是增加的第四維是時間,與前三維的空間,物理含義完全不同,測量方法完全不同。

按照廣義相對論,當ds^2=dx^2+dy^2+dz^2-c^2dt^2時,四維時空就是平直的,否則,如果ds^2=gijdxidxj,四維時空就是彎曲的。請問,ds怎麼測量?測量了什麼才算是測量出了ds?

有人說,測量物體運動過程中的固有時,就等價於測量ds。在隨物體一同運動的參照系中,上述的兩個表達式分別簡化為ds^2=-c^2dt^2和ds^2=g00c^2dt^2,如果第一個表達式成立,則時空就是平直的,否則,第二個表達式成立,時空就是彎曲的。測量出了固有時dt,不知道ds,能判定出時空是平直還是彎曲的嗎?而且,一般情況下,g00還是時空坐標的函數,請問,dt能等價於是ds嗎?

上面的回答似乎是說,由時間和空間合併成的「四維時空」的彎曲,無法實測驗證,但純粹的時間彎曲,純粹的三維空間彎曲,也許是可以測量驗證的。

先來看純粹的時間能不能彎曲。請問,測量了什麼才算是測量出了時間彎曲?是指標準時鐘的走時變快或變慢了嗎?假設標準時鐘的走時變快或變慢了,請問,是與誰比較的?如果你有一個更標準的時鐘,第一,那個不標準的時鐘測量出的時間,就不是標準時間,它的變快或變慢就不是時間的變快或變慢。第二,請問,你這個更標準的時鐘會不會變快或變慢?如果會,它還能是標準時鐘嗎?如果會,請問,又該怎麼測量?有人說,時間彎曲,是指不同的地點,不同的引力場中,標準時鐘的走時速度不同。既然你已經測量出引力場中的時鐘走時變慢了,請問,那個引力場中的時鐘還能是引力場中的標準時鐘嗎?它測量出的時間還能是引力場中的標準時間嗎?你測量出它變慢的那個時鐘,才是你心目中的,包括引力場在內的整個宇宙中的標準時鐘,這個時鐘所測量出的時間,才是包容引力場在內的整個宇宙中的標準時間。

三維空間的彎曲,討論起來稍微複雜一點。但至少,當你說空間彎曲時,你不是隨口胡說,你肯定是測量後才這麼說的。你通過測量後發現,勾股定理不成立了,所以你說,空間彎曲了。請問,你能在一片空虛的空間中進行測量嗎?你的測量可以沒有測量的對象嗎?如果空間中空無一物,你測量出的那個使勾股定理不成立的三個長度值,從何而來?它們是誰的長度?你說,你在平面上畫出了一個三角形,然後進行測量,這至少要有一個實際存在的,由實體構成的平面,另外,還要有三條你畫出的畫痕,這個畫痕也是以實物形式而存在的。顯然,你測量的不是純粹的空間,而是具體的實物,你測量出的是這個實物,這三條畫痕這個實物,所具有的一個屬性。如果這三條畫痕不遵守勾股定理了,也許是這個實物受到了什麼影響,例如,畫痕所在的實物的平面因受潮而變形了。在引力場中,光線彎曲了,由三條光線所圍成的三角形不遵守勾股定理了,請問,這究竟是空間中的光線彎曲了,還是空間本身彎曲了?如果光子運動軌跡的彎曲被認為是空間彎曲,那麼,子彈運動軌跡的彎曲算不算空間彎曲?我跑步的軌跡的彎曲算不算空間彎曲?

純粹的空間究竟是什麼?我認為,純粹的空間,應該是指三維空間坐標系。這個坐標系是我們測量長度用的那個標準直尺的延長。如果這個坐標系彎曲了,請問,怎麼測量?用標準直尺來測量這個坐標系中的坐標軸,但這顯然是自己對自己的測量,一個直尺,它能測量出自己在引力場中彎曲了嗎?用這個標準直尺的棱邊圍成一個三角形,再用另一個完全等價的標準直尺去測量這個三角形,假設符合勾股定理(注意,我這裡用的是「假設」一詞),再把這個由標準直尺圍成的三角形拿到引力場中,再用那個標準直尺去測量,它能測量出在引力場中,這個由標準直尺圍成的三角形彎曲了,不再遵守勾股定理了嗎?

如果說這個標準直尺在引力場中本身就彎曲了,如同前面說的標準時鐘在引力場中不標準了,請問,怎麼測量?


引力場可以彎曲光,此時物理認為光走的軌跡是最短距離,稱為測底線,此時的時空要用非歐幾何描述,所以引力彎曲了空間,又因為空間與時間是相關的,所以彎曲了空間也影響了時間,所以說引力彎曲了時空。

引力場由質量產生,所以質量會彎曲時空

此外狹義相對論導出的能量與質量等價,所以能量也會彎曲時空

但質量與能量相互作用。。。這是語法問題吧,有歧義啊


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