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* 爱因斯坦生平: 1879年3月14日 诞生于德国乌尔姆 中小学时代 德国慕尼黑 1895年 瑞士阿劳中学补习班一年 1896~1900年 苏黎世工业大学 1902~1909年 伯尔尼发明专利局 1909~1914年 进入大学工作 (瑞士、布拉格等地) 1914~1933年 德国物理研究所所长, 柏林大学教授,院士 1915年 提出广义相对论 1933~1955年 美国普林斯顿大学高级研究所 科研情况(发表论文): 1901年发表论文1篇 1902年发表论文2篇 1903年发表论文1篇 1904年发表论文1篇 1905年发表论文5篇 测定分子的大小(博士论文) 布朗运动 相对论 E=mc2 光子说 相对论(狭义相对论 Special Relativity) 光是电磁波,是以太的波动 理论上的困难 麦克斯韦电磁理论 作为相对性原理表达式的伽利略变换 光速对不同参考系应不同,不应是同一个C值 光速C是一个常数 实验上的困难 地球相对于以太运动吗? 光行差现象:地球相对以太有运动 迈克尔逊实验:未测到以太漂移(1887年) 洛伦兹等人为解释迈克尔逊实验提出(1892年) 洛伦兹收缩 x’=x-vt y’=y z’=z t’=t x’= y’=y z’=z t’= 洛伦兹变换 伽利略变换 洛伦兹的观点 放弃相对性原理 麦克斯韦电磁理论只对绝对空间正确 (光相对绝对空间的速度是c) 存在洛伦兹收缩 用洛伦兹变换取代伽利略变换 (两种变换不仅数学形式不同,而且物理解释也不同) 1905年爱因斯坦在不知道洛伦兹工作的情况下 光行差现象 斐索实验 (迈克尔逊实验) 从 相对论原理 光速不变原理 爱因斯坦的理论受到洛伦兹的反对, 洛伦兹称其为相对论 洛伦兹变换 考虑 相对论提出 动尺收缩, 动钟变慢, 双生子佯谬, 2、广义相对论(General Relativity) 1)狭义相对论的两个困难 2)广义相对论的物理基础 3)广义相对论的数学基础 4)广义相对论的核心 5)实验验证 1)狭义相对论的两个困难 惯性系无法定义 万有引力定律纳不进相对论框架 2)广义相对论的物理基础 广义相对性原理 等效原理 马赫原理 伪球面 π 1800 两条以上 负 罗氏几何 平面 =π =1800 一条 零 欧氏几何 球面 π 1800 无 正 黎氏几何 举例 圆周率 三角形三内角之和 平行线 空间曲率 欧氏几何、罗氏几何(鲍耶、高斯、罗巴切夫斯基)、黎氏几何 3)广义相对论的数学基础: 黎曼几何与张量分析 4)广义相对论的核心 场方程 运动方程 万有引力不是真正的力,是时空弯曲的表现 行星绕日运动 时空曲率 物质 物质使时空弯曲 测地线方程 (伽利略的有趣“错误”) 地球上的自由落体运动 都是惯性运动 5)实验验证 引力红移、 光线偏折、 行星轨道近日点的进动 3、膨胀的宇宙 1915年 广义相对论 1917年 爱因斯坦:有限无边均匀静态宇宙 1922年 弗利德曼:膨胀或脉动的宇宙 1929年 哈勃定律:V=HD 1948年 α、β、γ的大爆炸模型(伽莫夫) 1965年 发现微波背景辐射(彭齐亚斯、威尔逊) 1979年 古斯(A.Guth)暴胀模型 宇宙项: 宇宙项 (1917年提出,1923年放弃) 亮星 0.5% 重子 4% 中微子 0.3% 冷暗物质 29% 起源于λ 动力学暗能量 GR在宇观尺度失效 物质 暗物质与暗能量 暗物质 暗能量 65% 4、黑
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