廣義相對論百年：牛頓力學(xué)怎樣被愛因斯坦推翻

牛頓力學(xué)和廣義相對論中的引力、時(shí)間、空間的概念是不同的。因此，對行星公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的解釋也不同。在牛頓力學(xué)中，時(shí)間和空間是絕對不變的。并且，物體之間有彼此吸引的萬有引力存在。行星因?yàn)楹吞�陽之間存在著萬有引力，所以圍繞太陽公轉(zhuǎn)。另一方面，根據(jù)廣義相對論，物體的質(zhì)量使時(shí)空扭曲，產(chǎn)生引力。因此，行星沿著由太陽的質(zhì)量扭曲的時(shí)空“旋渦”(凹陷），圍繞太陽公轉(zhuǎn)。

牛頓力學(xué)和廣義相對論中的引力、時(shí)間、空間的概念是不同的。因此，對行星公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的解釋也不同。在牛頓力學(xué)中，時(shí)間和空間是絕對不變的。并且，物體之間有彼此吸引的萬有引力存在。行星因?yàn)楹吞�陽之間存在著萬有引力，所以圍繞太陽公轉(zhuǎn)。另一方面，根據(jù)廣義相對論，物體的質(zhì)量使時(shí)空扭曲，產(chǎn)生引力。因此，行星沿著由太陽的質(zhì)量扭曲的時(shí)空“旋渦”(凹陷），圍繞太陽公轉(zhuǎn)。

時(shí)空扭曲的觀點(diǎn)，極大地改變了對引力的認(rèn)識(shí)。愛因斯坦認(rèn)為，物體受到引力彼此靠近，是因?yàn)槲矬w的質(zhì)量使得周圍的時(shí)空發(fā)生扭曲的緣故。這就和在橡膠墊子上隔開些距離放兩個(gè)球，當(dāng)球周圍的橡膠墊子開始凹陷時(shí)，球就開始沿著凹陷轉(zhuǎn)動(dòng)、互相接近的原理一樣。

愛因斯坦認(rèn)為，不僅是物體，光的傳播路線也受引力的影響發(fā)生彎曲。光為了沿著扭曲的空間“筆直地”前進(jìn)，自然就彎曲了。也就是說，愛因斯坦認(rèn)為：物質(zhì)的質(zhì)量使時(shí)空扭曲，扭曲的時(shí)空產(chǎn)生和引力一樣的作用，使得物體接近或者使光彎曲。并且，在巨大的質(zhì)量旁邊，時(shí)間的流逝也會(huì)變慢。

《廣義相對論》原稿第一頁。1915年，36歲的愛因斯坦在柏林大學(xué)當(dāng)教授時(shí)，發(fā)表了有關(guān)廣義相對論的最初論文。翌年，在德國的《物理年報(bào)》上發(fā)表了廣義相對論。

這樣，廣義相對論在1915年誕生。實(shí)際上，在廣義相對論發(fā)表的當(dāng)時(shí)，還沒有發(fā)現(xiàn)它適用于解釋什么現(xiàn)象，根本沒有人認(rèn)為它是能夠被實(shí)驗(yàn)證明的理論。但是到了20世紀(jì)60年代，發(fā)現(xiàn)了除用廣義相對論之外幾乎不能夠解釋的天體和現(xiàn)象，后來又經(jīng)過了各種各樣的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，它的實(shí)用性得到了證明。

• 引力波被證實(shí)，天文學(xué)新時(shí)代開啟
• 光速是速度極限？普遍存在的超光現(xiàn)象
• 愛因斯坦的終極夢想是什么
• 相對論100周年：愛因斯坦的遺憾還在
• 相對論：《星際穿越》中時(shí)空旅行的理論發(fā)展