广义相对论与几何
广义相对论
广义相对论是爱因斯坦在1915年提出的引力理论。它最激进的观点是:引力并不是一种把物体拉过空间的力,而是空间与时间本身形状的体现。物质和能量会弯曲时空的几何,而这种弯曲正是我们感受到的引力。太阳并不是伸手去拉地球,而是把它周围的时空压出一个凹陷,地球只是沿着这个凹陷中最笔直的可走路径前行。
这套理论源自一个朴素的观察:在自由下落时你完全感受不到引力。在轨道上的宇航员是飘浮的,下落电梯里的人会感到失重。爱因斯坦认真对待这一点,断定自由下落才是自然的、不受力的运动状态,而下落物体走出的弯曲路径揭示的是时空的弯曲,而非某种力的牵引。
广义相对论是我们拥有的最成功的引力理论。它预言了太阳使星光弯折、水星轨道的缓慢移动、深处引力中钟表的变慢、黑洞,以及被称为引力波的时空涟漪。这些预言后来一一被测量证实,往往精确到惊人的程度;它还是你手机里GPS的理论基础。
G_{μν} = (8πG / c⁴) T_{μν}
爱因斯坦场方程:物质与能量(右侧)决定时空的弯曲(左侧)。
广义相对论是一套经典理论,并不包含量子效应;如何把它与量子力学统一,至今仍是物理学的未解难题。
又称
另见