廣義相對論與幾何
廣義相對論
廣義相對論是愛因斯坦在1915年提出的重力理論。它最激進的觀點是:重力並不是一種把物體拉過空間的力,而是空間與時間本身形狀的體現。物質和能量會彎曲時空的幾何,而這種彎曲正是我們感受到的重力。太陽並不是伸手去拉地球,而是把它周圍的時空壓出一個凹陷,地球只是沿著這個凹陷中最筆直的可走路徑前行。
這套理論源自一個樸素的觀察:在自由下落時你完全感受不到重力。在軌道上的太空人是飄浮的,下落電梯裡的人會感到失重。愛因斯坦認真對待這一點,斷定自由下落才是自然的、不受力的運動狀態,而下落物體走出的彎曲路徑揭示的是時空的彎曲,而非某種力的牽引。
廣義相對論是我們擁有的最成功的重力理論。它預言了太陽使星光彎折、水星軌道的緩慢移動、深處重力中鐘錶的變慢、黑洞,以及被稱為重力波的時空漣漪。這些預言後來一一被測量證實,往往精確到驚人的程度;它還是你手機裡GPS的理論基礎。
G_{μν} = (8πG / c⁴) T_{μν}
愛因斯坦場方程:物質與能量(右側)決定時空的彎曲(左側)。
廣義相對論是一套經典理論,並不包含量子效應;如何把它與量子力學統一,至今仍是物理學的未解難題。
又稱
另見