关于牛顿引力和爱因斯坦引力理论的几点意见
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牛顿力学与爱因斯坦力学异同点引言:牛顿力学和爱因斯坦力学都是物理学中的两个重要学科,分别由英国科学家牛顿和德国科学家爱因斯坦创立。
牛顿力学是经典力学的基础,适用于中低速和小质量的物体运动,而爱因斯坦力学则是相对论力学的基础,适用于高速和大质量的物体运动。
本文将对牛顿力学和爱因斯坦力学的异同点进行探讨。
一、牛顿力学和爱因斯坦力学的核心理论1. 牛顿力学核心理论:牛顿力学的核心理论是牛顿三定律,分别是惯性定律、动量定律和作用-反作用定律。
惯性定律指出物体在无外力作用下保持静止或匀速直线运动;动量定律指出物体的动量随时间的变化率等于作用在物体上的力;作用-反作用定律指出两个物体之间的相互作用力大小相等、方向相反。
2. 爱因斯坦力学核心理论:爱因斯坦力学的核心理论是相对论,包括狭义相对论和广义相对论。
狭义相对论主要研究高速运动物体的时空变换,引入了相对论性的动量和能量概念,弥补了牛顿力学中的不足;广义相对论则是对引力的理论解释,提出了引力是时空弯曲的结果。
二、牛顿力学与爱因斯坦力学在力的描述上的异同1. 牛顿力学的力学描述:牛顿力学中的力是作用在物体上的推动或阻碍物体运动的作用,可以通过质量和加速度的乘积来描述。
牛顿力学中的力是矢量,具有大小、方向和作用点。
力的合成遵循矢量的几何法则,可以通过力的合成和分解来计算物体的运动状态。
2. 爱因斯坦力学的力学描述:爱因斯坦力学中的力并不是直接描述物体的运动状态,而是描述物体在时空中的运动轨迹。
爱因斯坦力学中的力是通过引力场的弯曲来产生的,物体沿着时空的弯曲轨迹运动。
爱因斯坦力学中的力是曲率的结果,物体受到的力与其所处的时空几何有关。
三、牛顿力学与爱因斯坦力学对时间和空间的认识上的异同1. 牛顿力学对时间和空间的认识:牛顿力学中的时间和空间是绝对的,独立于物体的运动状态。
时间是一个普遍的测量尺度,空间是一个三维的欧几里德空间。
牛顿力学中的时间和空间是分离的,物体的运动只与时间和空间的变化有关,而与物体自身无关。
场论中的牛顿万有引力定律与爱因斯坦广义相对论的对比研究牛顿万有引力定律和爱因斯坦广义相对论是两个重要的物理理论,它们对于解释宇宙中的引力现象起到了关键作用。
本文将对这两个理论进行对比研究,探讨它们的异同以及对物理学的影响。
牛顿万有引力定律是牛顿在17世纪提出的一种描述物体间引力相互作用的定律。
根据牛顿的定律,两个物体之间的引力与它们的质量成正比,与它们之间的距离的平方成反比。
这个定律成功地解释了行星运动、天体轨道等现象,并成为经典物理学的基础之一。
然而,牛顿的引力定律并不适用于所有情况。
在极端的情况下,比如黑洞或高速运动的物体,牛顿的定律无法提供准确的描述。
因此,爱因斯坦在20世纪提出了广义相对论,对牛顿定律进行了修正。
爱因斯坦广义相对论是一种描述引力的几何理论。
根据广义相对论,物质和能量会扭曲时空的几何结构,形成引力场。
物体在引力场中运动时,会沿着弯曲的时空轨迹运动。
广义相对论成功地解释了一些牛顿定律无法解释的现象,如水星轨道的进动和引力透镜效应等。
与牛顿定律相比,广义相对论的描述更加准确和全面。
它提供了对引力现象的更深入理解,解释了黑洞和宇宙膨胀等复杂现象。
广义相对论还预言了引力波的存在,并在2015年被实验观测到,这是对爱因斯坦理论的重要验证。
然而,广义相对论也存在一些问题和局限性。
首先,它无法与量子力学相统一,无法提供对微观世界中引力的准确描述。
其次,广义相对论对于宇宙的起源和结构也无法给出明确的答案。
这些问题仍然是物理学家们研究的热点领域。
尽管广义相对论在某些情况下取代了牛顿定律,但在日常生活中,牛顿定律仍然是我们理解和描述物体运动的重要工具。
牛顿定律简洁而直观,适用于大部分宏观物体的运动。
只有在极端情况下或需要更高精度时,我们才需要使用广义相对论。
总的来说,牛顿万有引力定律和爱因斯坦广义相对论是两个重要的物理理论,它们对于解释引力现象起到了关键作用。
牛顿定律适用于大部分情况,而广义相对论提供了更精确和全面的描述。
牛顿力学和爱因斯坦相对论在378年前的1月4日,牛顿出生了,牛顿留给了人类一个牛顿力学的礼物,牛顿力学是最早的定律,描述了我们周围的世界是如何工作的以及周围物体如何运动。
自那时以来,物理学发展起来,今天,我们有了奇妙的广义相对论。
牛顿力学和爱因斯坦相对论,都是当代物理的重要组成部分,我们仍在探索有关宇宙的未解事物。
这里,我们简要比较一下牛顿力学和爱因斯坦相对论。
在17世纪,牛顿提出了一系列规则和方程式,描述了我们周围的物理世界,这是我们在学校所学习的牛顿三个运动定律。
第一定律即惯性定律指出,除非有外力作用于物体,否则物体将保持静止或运动状态;第二定律指出作用在物体上的力是其质量和加速度的乘积;第三定律是对于每一个作用力,必有一个平等而相反的反作用力。
牛顿还给了我们著名的万有引力定律,两个物体之间的引力与它们的质量乘积成正比,与它们之间的距离的平方成反比。
所有这些方程和定律都是牛顿力学或经典力学的一部分。
这些定律和方程式具有一个重要特性,那就是所有观察者无论身在何处,以及他们是否在移动,与所处的惯性系无关,会以相同的方式认知到周围发生的事情,这些规律在惯性参考系内被认为具有普遍性。
惯性参考系是我们理解和描述相对运动的方式。
譬如说张三向李四走来,李四静止不动,所以张三在向李四移动。
但是张三与李四都在地球上,地球围绕着在太空中移动的太阳旋转。
但出于这样的观察目的,我们假定地球是静止的,所以地球是我们的惯性参照系。
我们还可以看到更多的例子。
如果张三驾车扔下一个苹果,李四站在车外看到车经过,李四会看到这个苹果走的是抛物线。
对于车内的张三来说,车是惯性参考系,苹果相对于车惯性系运动,处于惯性状态。
然后在19世纪,麦克斯韦提出了一系列方程式,他将电磁和光结合起来形成了今天我们所知的电磁学。
一个有趣的事情是,这些方程的形式根据观察者的惯性参考系而变化。
然后是20世纪初的洛伦兹变换,观测者在不同惯性参照系之间对物理量进行测量时所进行的转换关系,在数学上表现为一套方程组,能够证明即使惯性系发生变化,这些方程也可以保留其形式。
爱因斯坦的最大失误
各位读友大家好,此文档由网络收集而来,欢迎您下载,谢谢爱因斯坦时空弯曲理论的百分之百七大错误
爱因斯坦时空弯曲理论的百分之百七大错误。
【一】爱因斯坦的时空弯曲理论,百分之百地大错特错。
【二】爱因斯坦的时空弯曲引力理论,百分之百地大错特
错。
【三】爱因斯坦的时空弯曲引力方程,代表着“是张量,等
于不是张量”的百分之百数学大错。
【四】宣称“牛顿的万有引力定律会被爱因斯坦的理论取
代”,这是百分之百的大错特错。
【五】宣称“爱因斯坦的时空弯曲引力方程理论,能计算天
体的加速运动”,这是百分之百的大
错特错。
【六】宣称“爱因斯坦的时空弯曲引力方程理论,能计算电
磁波的加速运动”,这是百分之百的大错特错。
【七】宣称“爱因斯坦的时空弯曲引力方程理论,在一次日
食过程中首次被显著证实”,这是百分之百的大错特
错。
【八】事实上,从来不曾有实验,能证明时空弯曲。
【九】反之,博睿规律,会取代牛顿的万有引力定律,能计
算天体的加速运动,能计算电磁波的加速运动。
“日
食过程”,能严格证实博睿规律,能严格证实时空不
弯,时空不亡。
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从牛顿的绝对时空观到爱因斯坦的相对时空观自古以来,人们对时间和空间的研究活动从未停止过。
人类对时空的认识,随着自然科学的发展,是不断变化的。
人类的时空观念的演变,大体上经历了三个时期:几何学时代、动力学时代及相对论时代。
1905年,爱因斯坦总结了前人的成就,分析了经典物理学的困难,以彻底创新的精神革新了旧有观念,他发表了题为《论动体的电动力学》一文,正式宣告了狭义相对论的诞生。
相对论的建立使人们对物质、运动、时间、空间的观念发生了革命性的变化,由于这些基本概念的简历和思想的变革,又进一步导致了人类自然观和哲学思想的变化,并且为人类文明开辟了新的前景。
在本文中,我们对牛顿的绝对时空观和爱因斯坦的相对时空观进行比较、评论。
一、时空观的比较1.牛顿的绝对时空观牛顿在《自然哲学的数学原理》一书中,对时间和空间给出了如下定义:“1.绝对的、真正的和数学的时间自身在流逝着,而且由于其本性而在均匀地、与任何其他外界事物无关地流逝着,它又可以名之为‘延续性’;相对的、表现的和通常的时间是延续性的一种可感觉的、外部的(无论是精确的或是不相等的)通过运动来进行的量度,我们通常就用诸如小时、日、月、年等这种量度以代替真正的时间。
2.绝对的空间,就其本性而言,是与外界任何事物无关而永远是相同的和不动的。
相对空间是绝对空间的可动部分或者量度。
”也就是说,时间在宇宙中均匀流逝着,而空间好像一个容器,两者之间没有联系,也不与物质运动发生关系。
牛顿的绝对时空观在18世纪和19世纪居于统治地位,它的权威被打破已经是20世纪的事情了。
2.爱因斯坦的相对时空观(1)狭义相对论的时空观爱因斯坦的狭义相对论是建立在两个基本假设基础之上的。
一是相对性原理,即物体运动状态的改变与选择任何一个参照系无关:二是光速不变原理,即对任何一个参照系而言,光速都是相同的。
在这两个基本假设中,爱因斯坦抛弃了经典物理学中的“以太”和绝对的时空观。
从这两个基本假设出发,爱因斯坦又推出以下主要结论:(1)长度收缩,即运动物体在运动方向上长度缩短;(2)时钟变慢,即运动着的时钟要变慢;(3)光速极限,即任何物体的运动速度都不可能超过光速;(4)同时性是相对的,即在一个惯性系中同时发生的事情,在另一个惯性系中测量便不是同时发生的;(5)如果物质运动速度比光速小得多,相对论力学就变为牛顿力学,因此相对论比牛顿力学具有更普遍的意义。
牛顿爱因斯坦时空观
牛顿和爱因斯坦都是伟大的物理学家,他们对时空观做出了很多贡献。
下面将分别介绍他们的时空观:
牛顿时空观:
1. 绝对时空观:牛顿认为时间和空间是独立的,彼此无关,而时间在
全宇宙是绝对一致的。
2. 物体运动的描述:牛顿通过三大定律描述了物体运动的规律,同时
发现运动状态的改变需要施加力。
3. 重力现象的解释:牛顿提出了著名的万有引力定律,认为所有物体
之间都存在引力,而这种引力是由于物体质量之间的相互作用。
爱因斯坦时空观:
1. 相对时空观:爱因斯坦认为时间和空间是密切相互联系的,两者不
是独立存在的,而是组成了时空。
2. 相对性原理:爱因斯坦提出了相对性原理,任何所有者都不存在绝
对运动状态,而任何物理规律的表达式都应该适用于所有惯性系。
3. 光速不变原理:爱因斯坦认为光速是不变的,即光速在所有惯性系中都是相同的。
牛顿和爱因斯坦的时空观有很大的不同。
其实,爱因斯坦的相对论是对牛顿力学的颠覆,揭示了物理规律的底层本质,深刻影响了物理学的后续发展。
⽜顿经典⼒学与爱因斯坦相对论⼒学的⽐较⽜顿经典⼒学的时空是平直的,时间是均匀流逝的,爱因斯坦相对论的时空是完全的,爱因斯坦相对论的时间是⾮均匀流逝的。
⽜顿⼒学将物体看做质点,物体的质量均匀不变性,外⼒作⽤物体,外⼒转化为物体的动能,爱因斯坦相对论物体的质量具有可变性,物体运动,物体产⽣引⼒场,物体质量随着运动速度⽽产⽣增加现象。
⽜顿经典⼒学物体与空间毫不相⼲,⽽爱因斯坦相对论物体与空间存在关联关系。
从李亚民终极理论来说,⽜顿⼒学⽆法解释物体的惯性物体,通过⽜顿⼒学发现物体具有惯性,但是,通过⽜顿⼒学⽆法解释物体为什么产⽣惯性。
从李亚民终极理论来说,物体的惯性是物体的引⼒能,物体的惯性是由物体的运动⽽产⽣,物体运动,物体产⽣引⼒场,物体引⼒场使物体产⽣引⼒能,物体的引⼒能使物体产⽣惯性,⽜顿⼒学不考虑物体由于运动⽽产⽣引⼒能,这是⽜顿经典⼒学的缺陷;从爱因斯坦相对论来说,物体运动,物体不但通过运动产⽣动能,物体通过运动还产⽣引⼒能,物体运动,物体产⽣引⼒场,物体的引⼒场使物体产⽣引⼒能。
⽜顿经典⼒学认为物体的体积、质量与物体的运动⽆关,⽽爱因斯坦相对论认为物体经典⼒学不考虑物体运动与物体体积和质量的关系,爱因斯坦相对论认为物体运动,物体产⽣引⼒场,但是,从李亚民终极理论来说,爱因斯坦相对论忽视了物体由于运动产⽣引⼒场,引⼒场使物体收缩凝聚,从⽽使物体的的体积变⼩,物体运动产⽣的引⼒场,物体引⼒场对空间物质产⽣引⼒凝聚作⽤,从⽽使物体的质量增加。
从李亚民终极理论来说,⽜顿经典⼒学是存在缺陷的,⽜顿经典⼒学将物体看做质点是⽜顿经典⼒学最⼤的缺陷,⽜顿⼒学将物体看做质点,导致物体的体积、质量具有不变性,物体与空间不存在关联关系。
从李亚民终极理论来说,爱因斯坦相对论也是存在缺陷的,爱因斯坦相对论缺乏对电荷的研究,从李亚民终极理论来说,物体运动,物体产⽣引⼒场,物体的引⼒场使物体收缩凝聚,从⽽使物体具有电荷性,爱因斯坦缺乏对电荷和电场本质的认识,从⽽使爱因斯坦相对论⽆法认识和理解引⼒的本质。
爱因斯坦对牛顿力学的评价
爱因斯坦:其实在您的时代,阁下的思想和创造力已是人类所能达到的最高境界。
即使在今天,您的诸多创见仍指引着物理学的发展。
虽然在我们的追根究底之下,这些观念必须以其他违反日常经验的东西来取代。
爱因斯坦:自然在牛顿面前好像是一本内容浩瀚的书本,他毫不费力地遨游其中。
他的伟大之处在于,他集艺术家、试验者、机械师和理论家于一身。
牛顿的各种发现已进入公认的知识宝库,成为"伟大的人类之光"。
爱因斯坦:"只有把他的一生看作为永恒真理而斗争的舞台上一幕才能理解他"。
爱因斯坦是怎么评价牛顿的
牛顿经常说过一句话:“我之所以看得比别人远,是因为我站在巨人的肩膀上。
”
其中这句话有一个小故事,由于牛顿的书《自然哲学的教学原理》非常难懂,一个哲学家找牛顿开辅导数目,牛顿就开了一张,哲学家看了这张书目惊叹不已:爱因斯坦对这位科学的先驱是非常崇敬的。
他说:“牛顿自己比他以后许多博学的科学家更明白他的思想结构中固有的弱点。
这一事实常引起我深深的敬佩。
”。
爱因斯坦的引力理论打破200年前的牛顿真理:引力其实是时空弯曲原标题:爱因斯坦的引力理论打破200年前的牛顿真理:引力其实是时空弯曲引力是宇宙中四种基本力之一,也是人类最早认识到的基本力。
相信大家都听过关于牛顿发现引力的小事故,有一天牛顿坐在苹果树下休息时,树上掉下一个苹果砸中了他的脑袋。
于是,牛顿灵感乍现,他认为把苹果从树上拉下来的力,正是使地球能够绕着太阳运转的力,万物之间都存在一种吸引力,这就是引力。
首先,需要澄清一下,这个故事不是完全真实,苹果并没有掉在牛顿的头上。
根据他的传记作者William Stukeley的说法,牛顿在沉思时,看到了掉落的苹果。
他在想为什么苹果是直接掉到地上,而不是往其他方向飞。
此后,基于开普勒行星运动三大定律以及他自己发明的微积分,牛顿推导出了万有引力定律公式。
这个公式表明,任何有质量的物体之间都存在引力作用,其大小与这两个物体的质量乘积成正比,与物体之间距离的平方成反比。
不过,牛顿自己对这个理论不甚满意。
因为万有引力定律无法解释引力的本质,引力究竟如何产生一直困扰着他。
尽管如此,牛顿的引力理论后来成为了真理,掩盖了引力真相长达200年之久。
牛顿引力理论VS爱因斯坦引力理论幸运的是,爱因斯坦正确地否定了这个教条,并且提出了广义相对论。
对于当时名不经传的爱因斯坦来说,敢于挑战牛顿,这展现了他的勇气,他挑战了一个被崇拜了200年的观点。
爱因斯坦的发现是基于一系列的思想实验。
如果有人在一个密闭的电梯里做自由落体运动,他无法分辨出电梯是漂浮在远离引力的太空中,还是在地球上的建筑物中,他处于一种失重的状态。
然而,如果他没有受到任何力的作用,为什么一个自由落体的人会加速呢?显然,这与牛顿第二运动定律相矛盾——加速度的大小与施加的外力成正比。
爱因斯坦提出,物体不是被大质量物体的引力所牵引,而是在弯曲的时空中运动。
根据广义相对论,引力是物体弯曲时空造成的。
正因为如此,物体在引力场中做自由落体运动的曲线(不考虑空气阻力)与质量无关,引力其实是一种几何效应。
导读:引力为什么不能纳入标准模型中?本章将带着这个问题,为大家讲述原因。
内容摘录自灵遁者先生书籍《变化》内容正文:首先说说,为什么赞同这个大统一理论的方向,原因很简单,联系是普遍的,必然的。
那么对于宇宙而言,就应该存在一套可以描述整体宇宙运行的“语言”,该“语言”就是大统一理论。
而在整体宇宙上的观点,我在书中写的很明了,宇宙是一个开放的非线性波动系统。
注意三个关键词:开放性,非线性,波动性系统。
1、开放性是说种种迹象表明,宇宙不是一个封闭的系统。
热力学第二定律就很好的指明了这一方向。
也就是说它有某种意义上的无限性。
主要是时空上的无限拓展性。
其实我不大愿意,说宇宙在时间和空间上是无限的。
因为时间和空间难以分割。
但人们的受思维习惯限制,可能更容易理解宇宙在时间和空间上是无限的。
为了好理解,这样说是可以的。
2、非线性,是相对于线性来说的。
在自然规律中绝对线性的关系其实寥寥无几。
非线性关系才是描述大自然规律的重要工具。
通常是这样定义的:非线性即变量之间的数学关系,不是直线而是曲线、曲面、或不确定的属性,叫非线性。
非线性是自然界复杂性的典型性质之一;与线性相比,非线性更接近客观事物性质本身,是量化研究认识复杂知识的重要方法之一;凡是能用非线性描述的关系,通称非线性关系。
线性意味着系统的简单性,但自然现象就其本质来说,都是复杂的,非线性的。
而大家在想到非线性理论的时候,应该想到它的给近义词,叫混沌理论。
混沌理论是一种兼具质性思考与量化分析的方法,用以探讨动态系统中无法用单一的数据关系,而必须用整体,连续的数据关系才能加以解释及预测之行为。
关于混沌理论有这样一句话:"一切事物的原始状态,都是一堆看似毫不关联的碎片,但是这种混沌状态结束后,这些无机的碎片会有机地汇集成一个整体"混沌一词原指宇宙未形成之前的混乱状态,古希腊哲学家对于宇宙之源起即持混沌论,主张宇宙是由混沌之初逐渐形成现今有条不紊的世界。
关于牛顿引力和爱因斯坦引力理论的几点意见——灵遁者在开篇,我要先跟大家说,我更希望你试着去理解本文的思路,而非本文的结果。
因为这样的思路,是大家平时所忽略的。
爱因斯坦还说过这样一句话,估计很少有人听过:“创新不是由逻辑思维带来的,尽管最后的结果需要一个逻辑框架。
”我们去学校学习什么?你把你孩子送去学校是为了什么?千万不要讲成功,因为成功的路上有千军万马,而且手段大都相同。
你真的想你自己的孩子将来这样吗?还是用爱因斯坦的一句话来说为什么:“不要企图成为一个成功的人,而要努力成为一个有价值的人。
”好了,接下来回到正文,跟我的思路一起走进这次思想之旅。
题目是《关于牛顿引力和爱因斯坦引力理论的几点意见》。
这两种理论,众多周知,教科书上都学过。
这两位人物也是物理史上不可多得的天才。
但他俩的理论是不相容的,矛盾的。
这也是我们熟悉的。
我经常说:我们的问题永远没有最后一个。
要搞清我题目的内容,就要搞清楚整个宏观物理学的内容,我来问大家开篇的第一个问题。
牛顿理论和爱因斯坦理论的根基是什么?整个宏观物理学的根基是什么?搞不清楚这个问题,很多问题费再大的力气,都是白搭的。
无论你是什么学历,男人或女人,给一个答案吧。
3分钟已过,不等你了。
我给出我的思考,答案是惯性!你没有看错,就是我们初中就开始接触的物理知识——惯性。
为什么惯性理论是整个宏观物理学的根基,我来给你分析一下。
牛顿第一定律,就是惯性定律。
一般的表述如下:任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。
就是这样的一句话,无比重要。
可能你远远没有意识到它有多重要。
上过高中物理的人,都清楚,牛顿第一定律,是牛顿第二,第三定律的基础。
而牛顿三大定律,又是牛顿引力理论的基础。
这是惯性在牛顿理论中的地位。
再来说惯性在爱因斯坦理论中的地位。
狭义相对论的前提条件有两个,分别是狭义相对性原理和光速不变。
而广义相对论的前提,也有两个。
分别是广义相对性原理,和等效原理。
可能有同学看到这里,会忍不住问了:“这和惯性有啥关系呢?”关系大了。
我这样问大家:“狭义相对性原理到广义相对性原理,涉及到啥概念?”很明显是参考系啊。
有惯性参考系,有非关系参考系。
狭义相对性原理拓展,就到了广义相对性原理。
所以说广义相对论必须是基于狭义相对论的。
如果狭义相对论被证明是错误的,那么广义相对论肯定就错了。
还有一个重要的点,就是等效原理。
熟悉爱因斯坦是如何建立广义相对论的人,或者看过我科普书籍《变化》的人,都知道,我在前几章说过这样一个事情。
爱因斯坦就是抓住引力质量和惯性质量严格相等这个事实,受到启发,才得到等效原理。
大家看到了吧。
为什么说整个宏观物理学的根基是惯性,答案就不言而喻了。
可是真的造化弄人。
惯性理论是整个物理学的根基,可是我们竟然不清楚惯性到底是如何产生的!如果你看到了这里,你总算把当初学校没有认识到的问题,今天找了回来了。
人的一生应该知道一些事情,这个事情我认为就是应该知道的。
很多人会问:“那这么低级的问题,爱因斯坦没有认识到吗?”他当然认识到了,所以他批评过牛顿第一定律。
说有循环论证嫌疑。
大概就是这样说牛顿的:“你这个理论建立在不受外力影响的参考系上,可是由于万有引力的缘故,不受外力影响的参考系存在吗?所以你这不是无根之基吗?”爱因斯坦的怀疑没有错,但他也没有办法。
不过这里提一下,马赫这个人提出一个观点,大意是惯性是全宇宙物质的作用。
这个观点也启发过爱因斯坦。
但它理论的速度是超距的。
这是我反对的。
我自己思考的是这样的。
新的惯性定义:在引力场中,物体总保持当下运动状态的性质叫惯性。
根据新的惯性定义,牛顿第一定律应该是这样的:在引力场中,物体所受外力为零的时候,总保持当下运动状态的运动,叫惯性运动。
牛顿第一运动定律为后续定律准备了概念并定性阐明了力和运动的关系。
特别地,第一定律中所述的“物体不受外力作用时的运动状态”和第二定律中的物体所受外力矢量和为零(合力为零)这一运动状态不同,不能把第一定律当成第二定律在时的特殊情况,因为肯定导出加速度,但的运动只能由第一定律本身彻底阐明其为惯性运动(静止或匀速直线运动)。
第一定律是完全独立的基本定律,用其解决的问题,别的任何规律都无法解决,第二、第三定律根本不能取代第一定律。
而且我在前面几章写道过:“引力是惯性的源泉。
”就是说惯性的本质产生原因是引力,是引力场。
有了上面的铺垫,我们现在回到主题:关于牛顿引力和爱因斯坦引力理论的几点意见。
说白了,就是两种理论需要对比理解,看看能得出什么?牛顿万有引力大家都熟悉,公式:F= GMm/ r^2。
G为引力常数,等于G=6.67×10⁻¹¹N·m²/kg²。
爱因斯坦关于引力的理论,大家普遍认为是广义相对论。
公式如下图:其中·G_uv}称为爱因斯坦张量。
·R_uv是从黎曼张量缩并而成的里奇张量,代表曲率项,表示空间弯曲程度。
·R是从里奇张量缩并而成的标量曲率(或里奇数量)·g_uv是从(3+1)维时空的度量张量;·T_uv是能量-动量-应力张量,表示了物质分布和运动状况。
·G是引力常数,·c是真空中光速。
整个方程式的意义是:空间物质的能量-动量(T_uv)分布=空间的弯曲状况(R_uv)。
大家就记住这句话比较靠谱。
因为据说能解开这个方程的人,都是天才。
比什么门萨会员啥的,强很多。
我本人没有学过这个方程,这个我在前几章就说了。
世界上,目前关于这个方程的解,寥寥无几。
大家熟悉的有一个叫史瓦西解,一个叫克尔解。
其他解就不介绍了,感兴趣可以去看看我在本书前面几章的内容。
接来下我们开始对比分析:一、两个理论都是引力理论,谁的理论更靠谱?我们现在熟悉的还是牛顿引力理论。
计算一个人和另一个的人的引力值,多数是用牛顿引力来计算。
你肯定没有见过谁可以用广义相对论来计算出一个人和另一个人的引力值。
为什么会这样啊。
广义相对论不是引力理论吗?怎么就不能计算?我先这样给大家回答。
通常情况下,两个引力理论没有谁更靠谱的说法。
只有适用范围不同的说法。
即牛顿引力适用于低速运动的物体情况。
广义相对论就不同了,高速运动情况下也可以。
而且两个理论的背景不一样。
牛顿是绝对时空,爱因斯坦的是相对时空。
按理说广义相对论应该是引力理论的升级版,更高级。
但就简便性,适用性,牛顿引力理论明显强于广义相对论。
广义相对论是一个二阶张量非线性方程,上面说了,能给出解的人都是天才了。
拿这个去计算一个人和另一个人的引力值,目前还没有人做到这点。
当然你可以试试。
但为什么又说它是高级引力理论呢?是因为广义相对论也是有实验基础的。
有4大验证:1、在水星近日点的进动中,每百年43秒的剩余进动长期无法得到解释,被广义相对论完满地解释清楚了。
2、光线在引力场中的弯曲,爱丁顿和戴森的观测队利用1919年5月29日的日全食进行观测的结果,证实了广义相对论是正确的。
3、再就是引力红移,按照广义相对论,在引力场中的时钟要变慢,因此从恒星表面射到地球上来的光线,其光谱线会发生红移,这也在很高精度上得到了证实。
从此,广义相对论理论的正确性被得到了广泛地承认。
4、引力波。
这是最新的验证。
这些验证足以说明,广义相对论是正确的理论。
但大家注意,我说广义相对论是正确的理论。
我之所以这样强调,是因为接下来,我说的是你平时没有想到的。
二、广义相对论中时空弯曲产生引力的说法靠谱吗?牛顿引力的背景时空的绝对的。
即绝对时空观认为时间和空间是两个独立的观念,彼此之间没有联系,分别具有绝对性。
绝对时空观认为时间与空间的度量与惯性参照系的运动状态无关,同一物体在不同惯性参照系中观察到的运动学量(如坐标、速度)可通过伽利略变换而互相联系。
这就是力学相对性原理:一切力学规律在伽利略变换下是不变的。
而广义相对论却不是的。
有一个图,请大家看看。
这个图大家熟悉吧。
肯定熟悉,因为全网这个图太多了。
广义相对论解释引力产生的原因是:时空弯曲产生引力。
宇宙就有了这个图,便于大家理解。
牛顿关于引力产生的根本原因,其实是没有答案。
和惯性一样,牛顿认为这是物质固有的属性。
不要问为什么,本来就这样。
大概就这个意思。
爱因斯坦就是认为不是物质的固有属性,是时空弯曲产生引力。
各位这个区别,是根本的!是目前,大家普遍的认识,普遍有的科普印象。
可以说已经根深蒂固了。
可是我认为这个理解有问题!有大问题!引力是由时空弯曲产生的。
我不知道这个解读是谁第一个这样解释的。
如果是别人,那么我认为错了。
如果是爱因斯坦本人,我也认为他理解自己的理论偏颇了。
再次强调,广义相对论是正确的,但广义相对论这样来解释引力的成因,值得怀疑。
解释不通,也无法想象。
人一定要站在可以想象的地方,去想象。
这是一个真理!以时空弯曲去解释引力成因,注定是无解。
看到这里的人,我想问你:“时空弯曲产生引力,你能理解吗?你能想象吗?”灵遁者物理科普书籍《变化》在灵遁者淘宝有。
这里面的问题,你如果细细的盘算,越盘算越迷糊。
根本就不正确。
用时空弯曲去计算引力,引力是不可计算的。
时空能量处于变化之中,时空弯曲也不稳定。
具体到一个物体,更是难以想象。
这个问题我一直在思考。
广义相对论这个方程的意义:空间物质的能量-动量(T_uv)分布=空间的弯曲状况(R_uv)。
时空是弯曲的,但不是时空弯曲产生引力。
空间物质的能量-动量(T_uv)分布等于空间的弯曲状况(R_uv),是在描述空间的状态,不是说空间的弯曲状况(R_uv)产生了引力。
等于和产生是两个概念,人们就是受时空背景影响而产生这样的推理。
我们更应该把它理解为现实宇宙的指向。
即(T_uv)分布指向R_uv时空曲率,所以可以将此理解为能量物质告诉时空如何弯曲。
时空弯曲又告诉物质能量如何运动。
这个理解是正确的。
所以答案就清晰了。
说广义相对论是引力理论是没有错的。
但广义相对论本质上更是时空理论。
所以引力的本源是时空!引力产生的原因是物质时空。
物质时空会因为引力而弯曲,但不是时空弯曲产生引力。
甚至如果单单说时空弯曲能产生引力的话。
就有这样的理解,力是凭空产生的!因为时空弯曲没有实质性“发力”点。
上面的那个图能展示时空弯曲,和物体或星球运动轨道,但不能代表引力产生的示意图。
所以对广义相对论的错误解读,会导致理论的停滞不前。
再强调一遍,广义相对论是正确的理论,但与其说广义相对论是引力理论,不如说它是时空理论。
这也是它和牛顿理论的根本区别。
而且广义相对论是时空理论,必然包含了关于引力的部分。
所以广义相对论的方程,也可以叫做宇宙方程。
但叫引力方程有点勉强。
三、为什么说广义相对论是时空方程?为什么这样说,很明显。
广义相对论描述的是一个四维时空。
包含时间和空间。
而包含时间,就必须牵涉到速度问题,而速度问题,又牵涉到运动问题。