广义相对论课堂23经典检验之光线偏折、Shapiro时间延迟PPN类空面

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1、广义相对论课堂23经典检验之光线偏折、Shapiro时间延迟PPN类空面和类光面2011.12.2课程安排复习内容：讨论内容：惯性系斜交坐标的意义、匀加速系正交坐标、度规标量积新内容：经典检验3个、PPN、类空/光面下次课：史瓦西黑洞liser重要数学细节、恢复上课时间《量子场论》冲突？恢复到上午3，4节？测验结果？或/和×请来我办公室谈（带答题纸）约法3章来参加测验及时交作业不迟到活动回顾有效势能曲线分析1、E>V总能大于势能,说明有动能≠02、E=V,动能=0=速度，但牛顿动力学方程3、E

2、总是正的（vs势能）相对运动钟尺网格两套全部画出去掉一对同地线同时线对应的坐标和线元第一个活动坐标网格——矢量法坐标网格——矢量法坐标与基矢量定量化第二个活动匀加速正交坐标系匀加速正交坐标系完美类比平面几何及坐标系欧式平面几何半曲线正交原点同心射线+同心圆距离平方和都是尺子延展空间线闵氏平直时空同心“圆”距离平方减钟尺世界线+尺子延展类空线回顾重点：碰撞参数b=∞瞄准距离第一点：光线偏折第3个活动惯性斜交坐标系矢量点积何欢:矢量点积告诉我们基准钟尺相对坐标钟尺运动？观者“测量”到的能量和动量线元存在

3、时空交叉项基准钟尺相对运动？i方向的基准尺子相对基准钟运动不是j方向另选尺子相对不动的总能做到吗？Cook没讲到：钟尺相对运动Landau同步化坐标系——从火车尺子上的观者=火车钟角度，地面钟没有同步化第二点：Shapiro时间延迟时空弯曲效应第三点：什么是PPN？PPN参数实验理论等效原理精确验证＝》度规理论，其实验理论为参数化后牛顿框架太阳，球对称，静态，最一般的，表达为，球极坐标部分总可以归一到约化半径唯一的无量纲GM/c^2r，物理意义！展开，弱场g00一级近似为牛顿万有引力，其二阶项+grr为后

4、牛顿修正=牛顿理论，弱场低速，对A(r)有要求，对B(r)无要求！续βγ定义，对广义相对论β＝γ＝1光线偏折1919日食，大气起伏折射引起恒星位置起伏，大量数目的恒星来消除，射电源行星近日点进动光时间延迟deflectiondelayprecession(1+γ)/2γ=-1γ=β=0γ=β=1γ=-1γ=β=0γ=β=1(2+2γ-β)/3γ=β=0经典检验和PPN学习目标什么是PPN？PPN参数与经典检验的关系公式是否成比例和分类？PPN参数3套特殊值如何表达三种情况？这能帮助你记忆并回答上一个问题吗？

5、第四点：类空面回顾第3个活动第五点：类光面第六点：史瓦西黑洞引力塌缩恒星:星际气体云引力塌缩,热核燃烧,铁核两种结局:非热压强源—电子/中子质子Fermi压，排斥性核力－－有限，＝》重子数A>Amax引力太强，没有什么能够阻止，不断地塌缩下去,穿过引力半径r=2M，背后剩下一个引力“黑洞”引力波有能量－－质量，太强，塌缩成黑洞，真空GM/rc^2=1，逃逸速度v=√2GM/r=c巧合，但是图像错误－－在“no-escape”半径上和内发射的光子和粒子不是先上升、再停止、然后落回，而是立即下落、压根就不会向外

6、运动引力半径r=2M处的非奇点性R=2M，g_tt=0,g_rr->∞dτ=√1-2GM/rdt=√1-2GM/r/√1-2GM/r_0dτ_0相对于r=r_0钟，在r=2M无限红移面g_00=0，在r=2M静止钟（实际上不存在，所以无限红移面也被称为staticlimit?应该是视界）dτ＝0是光信号的特征，径向向外的光静止在r=2M，与平直时空中光锥面运动不同.误解：不是横向发光（会落入奇点r=0，不等式说明同于粒子)、光不是圆周运动，Hartle例题9.2无限红移面－－平直时空转动坐标系续潮汐力/时空

7、曲率有限，不为零的曲率张量分量、曲率标量，对比奇点r=0无穷大误解：同样质量的球对称黑洞和星体，在r>2M，引力同样强（在GR中），我们可以用火箭抵抗引力，停在r＝2M上方一点（如果自由运动，最近可在2M-逃逸、3M不稳定圆周和散射逃逸、非闭合椭圆4M、稳定圆周6M)径向自由下落观者穿过2M，潮汐力平滑增长，不能直接判别出穿过2M，有限固有时到达r=0；r=2M处没有特殊的local性质，但是有一些非常特殊的global性质：事件视界，单向膜平直时空转动系的例子说明无限红移面的存在依赖于坐标选择；而视界的存

8、在不依赖坐标。这不意味着在一个视界处时空拥有一个显著的局部local奇点。但他意味着不论观者喜欢使用那个坐标，他们都同意这类面（穿过它不可能双向信号联系）的存在和位置。视界指的是空间的global而不是local的性质，但这并没有使得视界有任何一点不实在。在施瓦希解，无限红移面和视界重合，其他解分离，例如Kerr解。对静止观者，在某个面上红移无限，仅仅这个并不必然阻止穿越这个面的通信。可以发生这样的事情：发射者在