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《_相对论_宇宙与时空_连载_爱因斯坦与狭义相对论_下_》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第28卷第5期大学物理Vo.l28No.52009年5月COLLEGEPHYSICSMay20095相对论、宇宙与时空6连载5相对论、宇宙与时空6连载½)))爱因斯坦与狭义相对论(下)赵峥(北京师范大学物理系,北京100875)点误认为是这颗未知的行星,给它起名为火神星,因4广义相对论的实验验证为它离太阳这个火球非常近.然而不久就发现那不爱因斯坦发表广义相对论的时候,求出了场方过是太阳表面的一个黑子,所谓的火神星纯属子虚程的一些近似解.他提出了3个检验广义相对论的乌有.勒维叶本人毫不气馁,又去研究天王星轨道计实验:1)引力红移;2)轨道进动;3)光线
2、偏算值与观测值的偏差,终于导致海王星的发现,使牛[1,2,4)17]折.顿的万有引力定律得到有力的证实,他本人也因此而按照广义相对论,时空弯曲的地方,钟走得慢,名垂青史.但是水星轨道近日点每百年43d的进动一即时间会变慢.时空弯曲得越厉害,钟走得越慢.所直无法解释.广义相对论算出的行星轨道,本身就不以,太阳附近的钟,会比地球上的钟走得慢.但是我是一个封闭的椭圆,不需其他行星影响,自己就会/进们不可能在太阳表面放一个钟,即使放一个钟也不动0.而且,对于水星轨道,这个进动值恰恰就是每百敢用望远镜去看,太阳光实在太强了.不过没有关年43d.这样,实验又一次
3、支持了广义相对论.系,太阳表面原本就有钟.我们知道,每种元素都有特定的光谱线.一根频率为M的光谱线,表示原子内部有一个以频率M走动的钟.太阳表面有大量氢原子,因此可以比较太阳附近氢原子发射的光谱线和地球实验室中的氢光谱线来进行检验.由于太阳附近的钟变慢,那里射过来的氢原子光谱线(与地球上的氢光谱比较)频率会减小,即谱线会向红端移动.这就是广义相对论预言的引力红移,它反映太阳表面的钟变慢.后来的观测实验证实了这一预言.爱因斯坦谈到的第二个检验广义相对论的实验是:行星轨道近日点的进动(图8).牛顿的万有引力图8行星轨道进动定律算出,行星的轨道是一个封闭的
4、椭圆,正好与开普勒定律相符.然而,实际观测表明,行星轨道不是爱因斯坦检验广义相对论的第三个预言是光线一个封闭的椭圆,轨道的近日点不断向前移动(进偏折(图9).由于太阳造成时空弯曲,遥远恒星的光动).这个效应以离太阳最近的水星最为显著,每百通过太阳附近时会发生偏折,弯向太阳.虽然从牛顿年高达5600d,这种效应主要可归因于天文学上的的万有引力定律也可得出光线偏折的结论,但其偏岁差和其他行星对水星运动的影响.扣除这些影响转角只有广义相对论预言的一半.这一观测很难进后,每百年尚有约43d的进动无法解释.当时许多人行,要拍下太阳背后的星空,来与太阳不存在时的
5、同怀疑存在一个比水星离太阳更近的未知行星,而水一星空照片比较,观察并测量恒星位置的偏离.太阳星轨道的剩余进动就来源于这颗星的影响.法国天比恒星亮得多,白天根本不可能拍下太阳背后的星文学家勒维叶曾通过这一偏差反推出这颗未知行星空.唯一的可能是在发生日全食的时候进行拍摄.当的轨道.曾有一度,人们把太阳盘面上移动的一个黑月亮的影子完全挡住太阳,太阳背后的恒星在黑暗第5期赵峥:5相对论、宇宙与时空6连载½61中显现的时候,抓紧拍下照片.不存在太阳的同一星叼着烟斗面无表情.有人问他有什么感想,爱因斯坦空背景,则需在几个月前或几个月后拍摄.平常我们平静而自信地说
6、:/我从来没有想过会是别的结看到太阳每天从东方升起到西方下落一次,这叫太果0.在以后的几次日全食观测中,精度进一步提阳的周日运动(地球自转引起).此外,太阳还有一高,所测偏转角也更接近广义相对论的预言值.所个周年运动(地球公转引起),即每天的同一时刻,以,光线偏折实验是对广义相对论的有力支持.太阳在星空背景上的位置都不同,都要移动差不多严格而美妙的数学物理体系,高深难懂的黎曼1b,全年正好移动一周.所以,白天出现在太阳背后几何和张量分析,精密神奇的实验验证,再加上爱因的星空,几个月前或几个月后,将在夜间出现.斯坦发表狭义相对论和光子说的巨大影响,使广
7、义相对论一下就得到了科学界的承认,爱因斯坦的威望也达到了一生中的顶峰.实际上,广义相对论的建立比狭义相对论要漫长得多.最初,爱因斯坦企图把万有引力纳入狭义相对论的框架,几经失败使他认识到此路不通,反复思考后他产生了等效原理的思想.爱因斯坦曾回忆这一思想产生的关键时刻:/有一天,突破口突然找到了.当时我正坐在伯尔尼专利局办公室里,脑子忽然闪现了一个念头,如果一个人正在自由下落,他决不会感到自己有重量.我吃了一惊,这个简单的理想实图9光线偏折验给我的印象太深了.它把我引向了引力理论.,,0.从1907年发表有关等效原理的论文开始,除第一次世界大战结束之后
8、,英德两国仇恨很深.在数学上曾得到格罗斯曼和希尔伯特的有限帮助之英国政府拿出一笔钱,希望用于能够增进英德两国
