广义和狭义相对论的简单解释(狭义相对论和广义相对论的区别)

导读 前者用于惯性系,后者用于非惯性系 前者描述由光速不变原理引发的一系列事情 后者用黎曼几何描述非欧的空间具体解释就是:相对论是关于时空...

前者用于惯性系,后者用于非惯性系 前者描述由光速不变原理引发的一系列事情 后者用黎曼几何描述非欧的空间具体解释就是:相对论是关于时空和引力的基本理论,主要由爱因斯坦创立,分为狭义相对论(特殊相对论)和广义相对论(一般相对论)。

相对论的基本假设是光速不变原理,相对性原理和等效原理。

相对论和量子力学是现代物理学的两大基本支柱。

奠定了经典物理学基础的经典力学,不适用于高速运动的物体和微观条件下的物体。

相对论解决了高速运动问题;量子力学解决了微观亚原子条件下的问题。

相对论极大的改变了人类对宇宙和自然的“常识性”观念,提出了“同时的相对性”,“四维时空”“弯曲空间”等全新的概念。

狭义相对论 主条目:狭义相对论 狭义相对论,是只限于讨论惯性系情况的相对论。

牛顿时空观认为空间是平直的、各向同性的和各点同性的的三维空间,时间是独立于空间的单独一维(因而也是绝对的)。

狭义相对论认为空间和时间并不相互独立,而是一个统一的四维时空整体,并不存在绝对的空间和时间。

在狭义相对论中,整个时空仍然是平直的、各向同性的和各点同性的,这是一种对应于“全局惯性系”的理想状况。

狭义相对论将真空中光速为常数作为基本假设,结合狭义相对性原理和上述时空的性质可以推出洛仑兹变换。

广义相对论 主条目:广义相对论 广义相对论是爱因斯坦(Albert Einstein)在1915年发表的理论。

爱因斯坦提出“等效原理”,即引力和惯性力是等效的。

这一原理建立在引力质量与惯性质量的等价性上(目前实验证实,在10 − 12的精确度范围内,仍没有看到引力质量与惯性质量的差别)。

根据等效原理,爱因斯坦把狭义相对性原理推广为广义相对性原理,即物理定律的形式在一切参考系都是不变的。

物体的运动方程即该参考系中的测地线方程。

测地线方程与物体自身故有性质无关,只取决于时空局域几何性质。

而引力正是时空局域几何性质的表现。

物质质量的存在会造成时空的弯曲,在弯曲的时空中,物体仍然顺着最短距离进行运动(即沿着测地线运动——在欧氏空间中即是直线运动),如地球在太阳造成的弯曲时空中的测地线运动,实际是绕着太阳转,造成引力作用效应。

正如在弯曲的地球表面上,如果以直线运动,实际是绕着地球表面的大圆走。

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