爱因斯坦于1915年发表了广义相对论,它用一种更奇特也更精确的理论取代了牛顿的万有引力定律。引力并非将物体拉向彼此的力,而是由质量和能量引起的时空弯曲。行星绕太阳运行并非因为太阳的引力作用,而是因为太阳的质量使其周围的空间弯曲,行星沿着弯曲空间中最直线的路径运动。物质决定了时空如何弯曲,时空又决定了物质如何运动。
广义相对论经受住了所有考验。它解释了水星轨道的进动,这是牛顿理论无法解释的。它预言了太阳对星光的弯曲,这一预言在1919年的日食中得到了证实。它预言了引力波,即由加速运动的物体在时空中产生的涟漪,这一现象在2015年被直接探测到。它预言了黑洞的存在,即时空曲率趋于无穷大的区域。它还预言了宇宙的膨胀,这一预言在1929年得到了埃德温·哈勃的证实。该理论并不完美。它没有包含量子力学,并且在奇点处会失效。但就引力而言,它是我们目前所能得到的最佳描述。
广义相对论事实
- 出版于1915年。
- 核心思想。引力是时空的弯曲。
- 测试. 水星轨道、光线弯曲、引力波。
- 预测. 黑洞,膨胀的宇宙。
- Limitation. 与量子力学不相容。
广义相对论与狭义相对论并不相同。狭义相对论研究的是匀速运动,而广义相对论研究的是加速度和引力。
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