北京师范大学 从爱因斯坦到霍金的宇宙 第5讲弯曲的时空—广义相对论.pptxVIP

第五讲

弯曲的时空—广义相对论;;;;一、狭义相对论的困难;爱因斯坦的设想：;困难：如何处理惯性力？;二、马赫原理与等效原理;;;2、等效原理;问题;（2）实验表明引力质量与惯性质量相等;;;（3）爱因斯坦思想的重大突破;（4）爱因斯坦关于升降机的思想实验;;注意：;三、广义相对论;爱因斯坦认为：;万有引力可能是几何效应！;;;;三种几何的对比;;;;;;;3、广义相对论的建立;;;爱因斯坦与格罗斯曼合作得到场方程：

;爱因斯坦

广义相对论文章（有正确的场方程）

1915年11月25日完成

1915年12月5日发表

希尔伯特

1915年11月20日完成（先无正确场方程，看了爱因斯坦文章后加上）

1916年3月1日发表

11月19日，希尔伯特曾致信爱因斯坦祝贺他算出了水星近日点进动的正确值

;;;;弯曲的时空;弯曲时空的例子;;;;;;4、广义相对论的三个实验验证;水星轨道近日点的进动;光线偏折;;创建广义相对论的历程：

1905年开始研究引力，逐渐认识到相对论存在两个基本困难：

（1）惯性系无法定义

（2）万有引力定律纳不进相对论的框架

试图把相对性原理推广到非惯性系，形成“广义相对性原理”的思想。;爱因斯坦受到马赫著作的启发，猜测惯性力可能起源于相对加速的物体间的相互作用；“惯性力”与“万有引力”可能有着相同或相近的起源（直到1918年才明确提出“马赫原理”这一名称）。

他逐渐认识到相对论的两个困难可能是同一个困难。

;1907年提出等效原理

1911年得到光线在引力场中弯曲的结论（但计算值只有正确值的一半）;1912年开始猜测到万有引力是时空弯曲的表现

1913年与格罗斯曼一起把黎曼几何与绝对微分学引入引力研究

1914年得到质点运动方程（即测地线方程）；明确提出“广义协变原理”。;1915年与希尔伯特讨论后爱因斯坦得到场方程的正确表达式，并算出了水星轨道近日点的进动值。

1917年引入宇宙项

1930年代从场方程推出运动方程（与福克同时，但方法不同）;四、相对论的进展;引力波;;引力透镜;;规范场;五、爱因斯坦的学术成就与影响;;爱因斯坦:

怎样获得诺贝尔奖？;提名Einstein的领域;1921光电效应;检验爱因斯坦理论或

与爱因斯坦理论密切相关的研究工作而获诺贝尔奖的;1926布朗运动;1927康普顿效应;1951E=mc2;1964受激辐射;1993引力波;2001

Bose－Einstein凝聚;爱因斯坦的工作

还会导致哪些诺贝尔奖？;量子信息学与量子纠缠;类星体与引力透镜效应;微波背景辐射各向异性的发现;黑洞物理及其观测;引力波的探测;宇宙学与宇宙常数?;爱因斯坦的主要成就;爱因斯坦是人而不是神;;我没有什么别的才能，只不过喜欢刨根问底地追究问题罢了。

－－－－爱因斯坦;时间、空间是什么，别人在很小的时候就搞清楚了，我智力发展迟缓，长大了还没有搞清楚，于是一直揣摩这个问题，结果也就比别人钻研得更深一些。

－－－爱因斯坦;爱因斯坦的成就，只有牛顿可以与之比美。

（谁是第二伟大的物理学家？）;;