相对论发展史课件.ppt

1、1900190519051904-1篇篇论文论文2mcE 220/1cvllx=x-vty=yz=zt=t伽利略变换伽利略变换22222/1/ )/(/1/ )(cvcvxttzzyycvvtxx洛伦兹变换：相对于绝对空间的变换洛伦兹变换：相对于绝对空间的变换洛伦兹变换洛伦兹变换不存在绝对空间，一切运动都是相对的不存在绝对空间，一切运动都是相对的洛伦兹变换是任意两个惯性系之间的变换洛伦兹变换是任意两个惯性系之间的变换V是相对速度是相对速度爱因斯坦：爱因斯坦：洛伦兹反对爱因斯坦的观点，洛伦兹反对爱因斯坦的观点，给爱因斯坦的理论起了个名字：给爱因斯坦的理论起了个名字： 相对论相对论相对论认为“同时

2、”是相对的动尺收缩： 空间是相 对的动钟变慢： 时间是相 对的质能关系：2mCE 22/1/cvdtdT220/1/cvllA ABpqtx双双生生子子佯佯谬谬2222222dxc1-dtd dydxds伪欧时空欧几里德空间220.cv-1ll 220cv-1mm 222cv-1xcv-tt 广义相对论广义相对论Igmm kTRgR21时空曲率时空曲率物质物质广义相对论的三个实验验证广义相对论的三个实验验证（1） 引力红移引力红移（2） 水星进动水星进动（3） 光线偏折光线偏折水星轨道近日点的进动水星轨道近日点的进动5600.73 0.41/百年，（观测）百年，（观测）5557.62 0.20

3、/百年，（计算）百年，（计算）43.11/百年的进动无法百年的进动无法解释广义相对论的回答：广义相对论的回答：43/百年百年勒维叶的猜测，火神星勒维叶的猜测，火神星（勒维叶与亚当斯发现海王星）（勒维叶与亚当斯发现海王星）光线偏折光线偏折广义相对论：广义相对论： =1.75牛顿理论：牛顿理论： =0.875实验观测：实验观测：（1915年：爱丁顿年：爱丁顿 西非普林西比西非普林西比; ; 巴西，阴雨）巴西，阴雨） =1.98 0.12今天：今天： =1.89引力波引力波 广义相对论预言：有引力波，以光速传广义相对论预言：有引力波，以光速传 播播 J.H.Taylar,R.A.Hulse发现脉动双

4、星发现脉动双星（PSR1913+16）轨道周期每年减少约万轨道周期每年减少约万 分之一秒，恰好可用引力辐射来解释。分之一秒，恰好可用引力辐射来解释。（由于对脉冲双星研究的贡献获（由于对脉冲双星研究的贡献获1993年诺年诺贝尔物理奖，但未明确指明发现引力波。）贝尔物理奖，但未明确指明发现引力波。）爱因斯坦说：爱因斯坦说： 狭义相对论如果我不发现，五狭义相对论如果我不发现，五年之内就会有人发现。年之内就会有人发现。广义相对论如果我不发现，广义相对论如果我不发现，50年之内也不会有人发现！年之内也不会有人发现！爱因斯坦与格罗斯曼合作得到场方程：爱因斯坦与格罗斯曼合作得到场方程：kTRgR21爱因斯坦

5、与希尔伯特讨论后得到正确的场方程：爱因斯坦与希尔伯特讨论后得到正确的场方程：TR数学家对爱因斯坦的帮助数学家对爱因斯坦的帮助 现代宇宙学现代宇宙学 黑洞黑洞 奇性定理奇性定理 时空隧道与时间机器时空隧道与时间机器 规范场规范场现代宇宙学现代宇宙学爱因斯坦：有限，无边的静态宇宙模型爱因斯坦：有限，无边的静态宇宙模型加入宇宙项加入宇宙项 kTgRgRkTRgR2121（宇宙项）暗物质与暗能量暗物质与暗能量物质亮星暗物质暗能量重子热暗物质(中微子)冷暗物质起源于动力学暗能量广义相对论在宇观尺度失效0.5%4%0.3%29%65%r22cGMr (视界）r=0奇点 t r洞外洞外 时间时间 空间空间洞

6、内洞内 空间空间 时间时间霍金霍金(S.W.Hawking)索恩索恩(Kip.Throne)普瑞斯基普瑞斯基(John Preskill )宇宙中的虫洞宇宙中的虫洞时空隧道与时间机器时空隧道与时间机器规范场：规范场：1、爱因斯坦统一场论的思想、爱因斯坦统一场论的思想2、魏尔（、魏尔（H.Weyl）的尺度变换理论的尺度变换理论 规范场规范场3、爱因斯坦的反对意见、爱因斯坦的反对意见4、福克与伦敦对魏尔理论的修正、福克与伦敦对魏尔理论的修正5、杨振宁对规范场的贡献、杨振宁对规范场的贡献6、引力规范理论、引力规范理论爱因斯坦是人而不是神爱因斯坦是人而不是神他曾经：他曾经：不同意膨胀宇宙模型；不同意膨胀宇宙模型；不同意白矮星存在质量上限；不同意白矮星存在质量上限；不同意有黑洞存在；不同意有黑洞存在；不同意不同意H.Weyl的规范场论；的规范场论；始终不同意量子力学的统计解释始终不同意量子力学的统计解释 这些不同意见有对有错，他从正反两方面这些不同意见有对有错，他从正反两方面推动了物理学的发展。推动了物理学的发展。