愛因斯坦的廣義相對論預言有哪些
愛因斯坦的相對論的預言，主要是讓時間來證明了證實的道理。下面是小編分享的愛因斯坦的廣義相對論的七大預言，一起來看看吧。
愛因斯坦的廣義相對論的七大預言
1905年，愛因斯坦橫空出世!還是瑞士伯爾尼專利局小職員的他在這一年里連續發表了六篇論文，開啟了現代物理學的新篇章，創造了神乎其神的“奇跡年”。然而這只是個開頭。
愛因斯坦并不滿足于解決了慣性系的問題，他志存高遠，要把相對性原理拓展到更普適的非慣性系中，徹底顛覆人們的“宇宙觀”。1907年，愛因斯坦的長篇文章《關于相對性原理和由此得出的結論》，第一次拋出了“等效原理”，廣義相對論的畫卷徐徐展開。然而，這項工作十分艱巨，直到1915年11月。愛因斯坦先后向普魯士科學院提交了四篇論文，提出了天書一般的引力場方程，至此，困擾多年的問題基本都解決了，廣義相對論誕生了。1916年，愛因斯坦完成了長篇論文《廣義相對論的基礎》，文中，愛因斯坦正式將此前適用于慣性系的相對論稱為狹義相對論，將“在一切慣性系中(靜止狀態和勻速直線運動狀態)物理規律同樣成立”的原理稱為狹義相對性原理，繼而闡述了“通吃”的廣義相對性原理：物理規律在無論哪種運動方式的參照系都成立(包括靜止、勻速直線運動、加速運動、圓周運動等慣性系和非慣性系)。
愛因斯坦的廣義相對論認為，只要有非零質量的物質存在，空間和時間就會發生彎曲，形成一個向外無限延伸的“場”，物體包括光就在這彎曲的時空中沿短程線運動，其效果表現為引力。所以人們把相對論描述的彎曲的時空稱為引力場，其實在廣義相對論看來，“引力”這個東西是不存在的，它只是一種效果力，與所謂離心力類似。如果說狹義相對論顛覆了牛頓的絕對時空觀，那么廣義相對論幾乎把萬有引力給一腳踹下去了。倒不是說愛因斯坦否定了牛頓，而是完成了經典物理的一次華麗麗的升級，只是如此徹底以至于經典物理變得面目全非了。
廣義相對論提出后毫無懸念地遇到了推廣的困難，因為對于我們這種生活在低速運動和弱引力場的地球人來說，它太難懂了，太離奇了。但是逐漸地，人們在宇宙這個廣袤的實驗室中尋找到了答案，發現了相對論實在是太神奇、太精彩、太偉大了。
愛因斯坦廣義相對論的預言
1、質能公式E=mc2：預言依據：F=ma兩邊同乘 距離S得 E=FS=maS=mv2。在相對論中單獨一個物體的質量卻沒有速度的概念，因為速度是距離變化率，一個物體沒有距離的問題，不存在距離變化。那么這里的v是什么呢?顯然是質量轉換成能量的一個系數，而且必須是相對任何物體都不變的數值，并且單位是 米/秒。那只有光速是不變的恒定值。所以預言：E=mc2.
2、加速度與引力場等價：預言依據：F=ma變換一下得到 a=F/m 右邊可以看作引力場強度。即單位質量所受的引力。事實上在經典物理學中的重力加速度是9.8，單位可以是 米/秒2，也可以是 牛頓/千克，已經預示了這一等價關系。比如：2千克=2千克×9.8牛頓/千克=19.6牛頓。
3、強引力場或加速度使時間變慢預言依據：a=F/m;dv/dt=a=F/m，兩邊對v積分，得 v/t=F/m，解得 t=v/a，和前面兩個預言一樣，這里的v就是c，即 t=c/a。而a 即可以是加速度，也可以是引力場強度。比如發射飛船時的強大加速度使飛船上的宇航員手表比地面時間慢了。
4、宇宙中可能存在蟲洞(引力場強度是0的地方)：預言依據：t=c/a ，當引力場強度無限接近0時，時間變得無窮快。
5、宇宙中可能存在奇點(引力場無限大的地方)：預言依據：t=c/a ，當引力場強度無限大時，時間變得無限接近靜止。
6、紅移(光的波長變長)：預言依據：t=c/a ，電子躍遷時發出的光譜頻率是固定的，周期不變慢。由強引力場射入弱引力場時，因為距離變長。由于周期取決于原發光點的引力場，所以波長就會變長。比如我們看到遙遠的星系射來的光波長會變長(紅移)。因為那里的引力場比我們所在的地球強。越遠就越紅移得厲害，因為我們看到越遠的天體質量越大，小的天體都看不到了。
7、空間彎曲：光在場引力場中的路徑會彎曲，而光在宇宙中的傳播始終走的是最近距離。光線彎曲說明空間發生了變形。看上去彎曲的路徑才是最短的距離。
愛因斯坦預言的引力波為什么還沒發現
據國外媒體報道，科學家認為引力波是大質量天體事件中形成的時空漣漪，其來自愛因斯坦的廣義相對論預言。在1916年，愛因斯坦就提出了廣義相對論，引力波理論也由此開始。科學家近年來也一直在尋找引力波信號，11年的努力幾乎沒有實質性的進展，天文學家對脈沖星等天體進行觀測，它們就像是宇宙的時鐘，可以很精確產生脈沖信號。如果引力波的存在能夠延遲這些信號的傳播，我們就有望發現引力波。但是理論提出了，結果卻沒有通過觀測證實。
在過去的11年內，科學家試圖在尋找引力波的證據，畢竟時空漣漪即便非常微弱，我們也有可能探測到，因為我們有了更加高精度的探測裝置。但我們卻什么也沒有聽見，引力波似乎并不存在，這是引力波理論出現了問題，還是我們的技術仍然十分弱后?根據愛因斯坦的相對論，宇宙就如同一塊時空布，一旦大質量天體在時空布上移動，就會產生巨大的引力漣漪，我們稱之為引力波。在大質量黑洞合并、星系合并、中子星等事件中可以產生引力波信號。
愛因斯坦的廣義相對論已經在許多地方被證明是正確的，但引力波仍然是個空白。對科學家而言，引力波是非常重要的宇宙問題，因為它可攜帶宇宙中的早期信息，比如宇宙開端時產生引力波也可以被我們探測到。大爆炸被認為是引力波的來源之一，盡管有間接的證據顯示引力波的存在，但是我們仍然沒有直接探測到它們。在11年間，科學家開發出一種探測引力波的方法，即利用毫秒級脈沖星信號與引力波之間的干擾，從而發現引力波。
11年過去了，我們還是沒有發現跡象。科學家認為這并不意味著引力波理論是錯誤的，有研究認為由于黑洞等事件發生的速度非常快，幾乎沒有時間產生引力波。劍橋大學的科學家林德利博士認為，還有一種可能是引力波存在于高頻段上，比如中子星合并時形成的引力波。目前科學家正在建設平方千米陣，需要到2018年之后才能使用，或許我們將發現引力波之謎。
猜你感興趣：