第六章相对论教材课件.ppt

1、第六章 相对论伽 利 略（1564-1642）牛 顿（1642-1722）麦克斯韦（1831-1879）物物理理学学关关键键概概念念的的发发展展1600190018001700力学力学热力学热力学电磁学电磁学2000 19世纪末期，以经典力学、热力学和统计物理、电磁场理论为主要内容的物理学形成了完整的科学体系，自然界的各种物理现象几乎都能用这些理论解释。在1900年英国皇家学会的新年庆祝会上，著名的物理学家，威廉汤姆孙，回顾了物理学在过去几百年中的发展，充满自信地宣称：科学的大厦已经基本完成，未来的物理学家只要做一些修修补补的工作就可以了。但同时他也承认“明朗的天空中还有两朵小小的、令人不安的

2、乌云”量子理论诞生量子理论诞生相对论诞生相对论诞生与光速问题有与光速问题有关关与黑体辐射有与黑体辐射有关关一、经典的相对性原理和经典时空观1、惯性系：牛顿运动定律成立的参考系 相对于一个惯性系做匀速直线运动的另一个参考系也是惯性系2、伽利略相对性原理 力学规律在任何惯性系中都是相同的 或者说，任何惯性系都是平权的。3、经典时空观：（1）无论在哪一个惯性系中观测，时间和空间的量度结果总是一样的（2）时间和空间是相互独立的 伽利略相对性原理是作为基本假伽利略相对性原理是作为基本假设提出来的，它之所以为人们接受承设提出来的，它之所以为人们接受承认，一方面是因为牛顿力学在解决力认，一方面是因为牛顿力学

3、在解决力学问题上获得的巨大成功；另一方面学问题上获得的巨大成功；另一方面是因为它与人们的经验相符。是因为它与人们的经验相符。但是十九世纪中叶，人们在研究但是十九世纪中叶，人们在研究与物体运动有关的电磁现象时，发现与物体运动有关的电磁现象时，发现电磁现象的规律不符合相对性原理电磁现象的规律不符合相对性原理。其中最典型的就是其中最典型的就是光速光速的问题。的问题。二、相对性原理与电磁规律二、相对性原理与电磁规律 19世纪末电磁理论在麦克斯韦的推动下达到了世纪末电磁理论在麦克斯韦的推动下达到了顶峰。他的成就在于将当时所有已知的电磁学顶峰。他的成就在于将当时所有已知的电磁学的知识归纳集中于四个方程之中

4、：的知识归纳集中于四个方程之中：001221206220818.85 101.26 102.99 10/CCNmN sCCm s 由麦克斯韦方程组可以直接得出：电磁波的速度等于光速C，并不涉及参考系的问题，这与经典力学的速度合成法则一致吗？经典力学的速度合成法则伽利略速度变换cbbacavvv相对相对相对例：人a相对于船b以5m/s速度匀速向右行走，船b相对于河岸c以3m/s速度匀速向右行驶，则人相对于河岸的速度是多少？abcvab=5m/svbc=3m/s答：8m/s答：肯定不一致为了知道这一问题的答案，许多科学家进行了大量的实验，其中最著名的是麦克耳孙一莫雷实验。v v光速光速 c光速光速

5、vc麦克耳孙莫雷实验实验的零结果，说明：爱因斯坦的观点：爱因斯坦的观点：相信自然界有其内在的和谐规律。相信自然界有其内在的和谐规律。相信自然界存在普遍性的相对性原理。相信自然界存在普遍性的相对性原理。三、狭义相对论的两个基本假设狭义相对论的两个基本假设狭义相对性原理：狭义相对性原理：在不同的在不同的惯性参考惯性参考系系中，一切物理规中，一切物理规律都是相同的律都是相同的光速不变原理：光速不变原理：真空中的光速在不同真空中的光速在不同的的惯性参考系惯性参考系中都是中都是相同的相同的到目前为止，这两个基本原理的所有推论都与事实相符，这就证明了它的正确性一、一、“同时同时”的相对性的相对性 思考与讨

6、论：老师站在讲台前提问，坐在同一排上的一前一后的同学A 和同学B 举手了，老师说：“我看到两位同学同时举手了。”那么，按照你们现有的理论分析一下两位同学的确是同时举手的吗？老师同时看到举手（现象），说明两位同学举手这一事件所发出的光线同时到达老师的眼睛，由于同学A离开老师的距离近，光线传播需要的时间少，所以同学B应该比同学A先举手（这才是本质）。日常生活中我们都相信“所见即所得”，对于眼睛看到的现象我们毫不犹豫的就认为是事物的本质，很少会深入思考，主要原因是低速的宏观世界里，光线传播的速度实在太快了，由于光线传播引起的时间差实在太微小了，但是精确的理论不能有丝毫误差，那么如此细微的差别也必须考

7、虑在内。狭义相对论简介 根据光速不变假设，二人说法都是对的。因此，对不同的观察者来说，“同时”是相对的v光源我认为闪光到达车厢的前壁和后壁是“同时”的我认为闪光先到达后壁，后到达前壁到底是谁错了？同时的相对性同时的相对性同时的相对性v一火车以速度一火车以速度V 匀速行驶，地面有一人利用固定在地面匀速行驶，地面有一人利用固定在地面上的尺子同时读出上的尺子同时读出M、N两点的坐标，得出地面坐标系中两点的坐标，得出地面坐标系中杆的长度，对于车上的观察者会如何评论地面观察者的测杆的长度，对于车上的观察者会如何评论地面观察者的测量过程呢？试分析。量过程呢？试分析。车上的观察者认为，地面参考系的人先读取车

8、上的观察者认为，地面参考系的人先读取N点的点的读数，而后才在读数，而后才在M 点读数。点读数。车上的人认为地面观察者把杆长测短了！车上的人认为地面观察者把杆长测短了！二、长度的相对性二、长度的相对性结论结论长度收缩效应或尺缩效应：长度收缩效应或尺缩效应：一条沿自身长一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比静止时的长度小。度方向运动的杆，其长度总比静止时的长度小。21cvll对于这个结论我们需要了解：对于这个结论我们需要了解：1 1、这个效应是真实存在的，并非幻觉。、这个效应是真实存在的，并非幻觉。2 2、仅在沿着运动方向上的长度会收缩，垂直于运动方向上的、仅在沿着运动方向上的长度会收缩，垂直于运

9、动方向上的长度不会收缩。长度不会收缩。3 3、这个效应是相对的，即高速运动的物体上的人也会看到地、这个效应是相对的，即高速运动的物体上的人也会看到地面上的物体沿运动方向长度变短。面上的物体沿运动方向长度变短。4 4、物体的运动速度越大收缩效应越明显。、物体的运动速度越大收缩效应越明显。三、时间间隔的相对性三、时间间隔的相对性一列在平直轨道上以速度一列在平直轨道上以速度v 高速运行的列车上固定一高速运行的列车上固定一长为长为l 的细杆，列车从地面上静止的观察者的细杆，列车从地面上静止的观察者A 身边经过。身边经过。试分析：列车上的观察者试分析：列车上的观察者B 和地面上的观察者和地面上的观察者A

10、 认为杆认为杆通过观察者通过观察者A 的时间间隔各为多少？的时间间隔各为多少？BAlv 列车上的观察者列车上的观察者B 认为该事件认为该事件经历的时间间隔为经历的时间间隔为tl/v 地面的观察者认为细杆长为地面的观察者认为细杆长为l，通过自己所用的时间为通过自己所用的时间为:2211cvtvcvlvlt2211cvtcvtt 该表达式中涉及两个惯性该表达式中涉及两个惯性参考系中的时间，其中一个参参考系中的时间，其中一个参考系是相对时钟静止的，则其考系是相对时钟静止的，则其读出的是读出的是“固有时间间隔固有时间间隔”，称为原时称为原时，而运动的惯性参，而运动的惯性参考系中测出的时间称为考系中测出

11、的时间称为“坐标坐标时间间隔时间间隔”t，由表达式可以，由表达式可以看出看出t，说明运动的时钟，说明运动的时钟所描述的物理过程变慢了，动所描述的物理过程变慢了，动钟变慢。钟变慢。BAlv结论结论时间膨胀或者动钟变慢效应：时间膨胀或者动钟变慢效应：地面上看，运动地面上看，运动的物体上的时间进程比地面上慢。的物体上的时间进程比地面上慢。21cvt对于这个结论我们需要了解：对于这个结论我们需要了解：1 1、运动时钟变慢效应是时间本身的客观特征，即并非感觉、运动时钟变慢效应是时间本身的客观特征，即并非感觉上变慢，而是真实的变慢。上变慢，而是真实的变慢。2 2、这个时间进程包括物理、化学过程、生命过程，

12、甚至人、这个时间进程包括物理、化学过程、生命过程，甚至人的动作、人的新陈代谢都变慢了。的动作、人的新陈代谢都变慢了。3 3、这个效应是相对的，即运动的物体上的人认为一切都很、这个效应是相对的，即运动的物体上的人认为一切都很正常，而地面上的时间进程变慢了。正常，而地面上的时间进程变慢了。4 4、运动的速度越大，这个效应越明显。、运动的速度越大，这个效应越明显。运运 动动 的的 钟钟 走走 得得 慢慢时间的相对性（时间膨胀、动钟变慢）时间的相对性（时间膨胀、动钟变慢）yx xyvoossdB12369时间的相对性（时间膨胀、动钟变慢）的简要推导：时间的相对性（时间膨胀、动钟变慢）的简要推导：在参考

13、系在参考系S中中,光线来回所需时光线来回所需时间为间为t2d/cxyosd12369123691x2x12369那么，相对参考系那么，相对参考系S静止的钟静止的钟测出的时间为测出的时间为t，这个时间称，这个时间称为固有时间间隔，或者原时。为固有时间间隔，或者原时。而在参考系而在参考系S中中,看到光线应该看到光线应该沿着斜边从沿着斜边从x1到达到达x2，根据几，根据几何关系不难得出下列表达式：何关系不难得出下列表达式：22212cvtvcdt变形可得：22222tvdtc尺缩效应的简要推导：尺缩效应的简要推导：一列火车如图示，一列火车如图示，AB两点间平放两点间平放一个标尺，为了测出尺长，采用了

14、激一个标尺，为了测出尺长，采用了激光测距的方法。让光测距的方法。让A处的光源发出光处的光源发出光射到平面镜射到平面镜B上，被上，被B反射后被反射后被A接收，接收，光从光从A发出到光被发出到光被A接收。接收。S SS SABv 在火车参考系在火车参考系S中观察者测得的长度为相对自己静止的长度中观察者测得的长度为相对自己静止的长度l0，使用的时间为固有时间间隔使用的时间为固有时间间隔t，两者满足关系式：，两者满足关系式：2l0=ct 在地面参考系在地面参考系S中观察者测得的长度为中观察者测得的长度为标尺相对自己运动时的长度标尺相对自己运动时的长度l，使用的时间，使用的时间为坐标时间间隔为坐标时间间

15、隔t，在激光向右到达平面，在激光向右到达平面镜镜B的过程中满足：的过程中满足：l+vt1=ct1;向左回到向左回到A的过程中满足：的过程中满足：lvt2=ct2;BAABvt1vABvt22211cvtttt而：201cvll所以：A、B、C是三个完全相同的时钟，是三个完全相同的时钟，A放在地面上，放在地面上，B、C分别放在两个火箭上，以速度分别放在两个火箭上，以速度vb和和vc朝同一方向朝同一方向飞行，飞行，vbvc。地面上的观察者认为哪个时钟走得最慢？。地面上的观察者认为哪个时钟走得最慢？哪个走得最快？哪个走得最快？参考答案：参考答案：由动钟变慢效应，速度越大，时间变慢效应越明显，由动钟变

16、慢效应，速度越大，时间变慢效应越明显，所以在地面上的观察者来看，所以在地面上的观察者来看，C 上的钟走得最慢，上的钟走得最慢，B 次之，次之，A 上（地面上）的钟走得最快。上（地面上）的钟走得最快。四、时空相对性的验证四、时空相对性的验证子验证尺缩钟慢效应：子验证尺缩钟慢效应：有文献报道在高为有文献报道在高为1981m的山顶上测得的山顶上测得563个个 子进子进入大气层，在海平面测得入大气层，在海平面测得408个。示意如图所示，已知个。示意如图所示，已知 子下降速率为子下降速率为0.995c，低速运动时的半衰期，低速运动时的半衰期0为为2.2 s，c表示真空中光速表示真空中光速.试解释上述测得

17、结果。试解释上述测得结果。根据经典理论进行计算，过程如下：根据经典理论进行计算，过程如下：6.695.0563216-80102.2103995.019810tnn 与实际测到的结果相差很大。再用相对论与实际测到的结果相差很大。再用相对论的理论来解释一下，看看会有多大差距呢？的理论来解释一下，看看会有多大差距呢？以地面为参考系，由于以地面为参考系，由于 子运行速度极快，所以其物理进子运行速度极快，所以其物理进程变慢，程变慢，子的半衰期子的半衰期应该大于应该大于2.2 s，具体分析如下具体分析如下：s102.2995.01102.2-15-2620cv9.4565.05632158102.210

18、3995.019810tnn 与观测数据符合的较好，如果以与观测数据符合的较好，如果以 子为参考系，则山高子为参考系，则山高19811981米仅相当米仅相当于于 ，而其半衰期仍为，而其半衰期仍为2.22.2 s s，代入公式得到和上述一样的，代入公式得到和上述一样的表达式，结果还是表达式，结果还是456.9456.9，说明此类问题用原有的经典理论已经无法解释，说明此类问题用原有的经典理论已经无法解释，而相对论则可完美的进行解释。而相对论则可完美的进行解释。2995.0-11981铯原子钟验证：铯原子钟验证：爱因斯坦曾经预言，两个校准好的钟，当一个沿闭合路线爱因斯坦曾经预言，两个校准好的钟，当一

19、个沿闭合路线运动返回原地时，它记录的时间比原地不动的钟会慢一些。这运动返回原地时，它记录的时间比原地不动的钟会慢一些。这已被高精度的铯原子钟超音速环球飞行实验所证实。已被高精度的铯原子钟超音速环球飞行实验所证实。理论预言值理论预言值飞行原子钟读数减地面钟读数飞行原子钟读数减地面钟读数 s109 实验结果实验结果原子钟原子钟编号编号平均值平均值引力效应引力效应运动学效应运动学效应总的净效应总的净效应向东航行向东航行向西航行向西航行120120361361408408447447-57-57-74-74-55-55-51-51+277+277+284+284+266+266+266+2661059

20、 1096 7273 14144 18179 21275 18184 2340 经典力学的速度合成法则伽利略速度变换经典力学的速度合成法则伽利略速度变换 cbbacavvv相对相对相对21cvuvuu那么在高速运动的情况下，这样的速度合成公式还能用吗那么在高速运动的情况下，这样的速度合成公式还能用吗 21cvvvvvcbbacbbaca相对相对相对相对相对（1）如果）如果u0.6c，v0.6c，它们的合速度会不会超过光速？，它们的合速度会不会超过光速？（2）若）若uc，即在运动参考系中观察光的速度是，即在运动参考系中观察光的速度是c，求证：，求证：uc，即在另一个参考系中光的速度也是即在另一个

21、参考系中光的速度也是c，而与，而与v的大小无关；也就是的大小无关；也就是光相对于任何一个参考系，速度均不变。光相对于任何一个参考系，速度均不变。相对论速度相对论速度变换公式：变换公式：（1）如果）如果u0.6c，v0.6c，则：，则：ccccccu88.036.12.136.016.06.022（2）证明：若）证明：若uc，则：，则：ccvvcccvvcu112 任何理论都应该是自洽的，即不应该自相矛盾。任何理论都应该是自洽的，即不应该自相矛盾。狭义相对论的基本假设之一是光对任何参考系的速狭义相对论的基本假设之一是光对任何参考系的速度都是一样的，这两项结果应该与它一致。度都是一样的，这两项结果

22、应该与它一致。这种自这种自洽性检验是对一个学说、一项工作的最基本的评估洽性检验是对一个学说、一项工作的最基本的评估标准。标准。二、相对论质量：二、相对论质量：201cvmm 该式中该式中m0为速度为零时的质量，称为静止质量，为速度为零时的质量，称为静止质量，m为以速度为以速度v运动时的质量。运动时的质量。物体的质量与运动状态有关，速度越大，质量越大。物体的质量与运动状态有关，速度越大，质量越大。微观粒子的运动速度很高，它的质量明显地大于静止质量，微观粒子的运动速度很高，它的质量明显地大于静止质量，而我们在研究带电粒子在电、磁场中运动时所采用的质量都是其而我们在研究带电粒子在电、磁场中运动时所采

23、用的质量都是其静止质量，因为只有当它速度很大、达到十分之一光速以上时，静止质量，因为只有当它速度很大、达到十分之一光速以上时，相对论效应才会明显表现出来。相对论效应才会明显表现出来。回旋加速器不能将粒子加速到无限大的速度回旋加速器不能将粒子加速到无限大的速度，就是因为粒，就是因为粒子速度足够大以后，其质量增大的很明显，导致粒子在磁场中子速度足够大以后，其质量增大的很明显，导致粒子在磁场中匀速圆周运动的周期变大，它的运动与加在匀速圆周运动的周期变大，它的运动与加在D形盒上的交变电压形盒上的交变电压不再同步，粒子的能量受到了限制。不再同步，粒子的能量受到了限制。课本课本P107P107第一题：两个

24、电子相向运动，每个电子对第一题：两个电子相向运动，每个电子对于实验室的速度都是于实验室的速度都是0.8c0.8c，它们的相对速度是多少？，它们的相对速度是多少？在实验室中观测，每个电子的质量是多少？在实验室中观测，每个电子的质量是多少？实验室实验室电子电子电子电子0.8c0.8cabc 先给它们随意标上先给它们随意标上a、b、c，然后，然后搬出相对论速度变换公式，搬出相对论速度变换公式，注意要用注意要用c相对于相对于b的速度的速度。cccccccvvvvvbccabccaba976.08.08.018.08.0122相对相对相对相对相对三、质能方程三、质能方程改变世界的方程：改变世界的方程：E

25、mc2静止能量静止能量E0m0c2 物体的静止能量是它的总内能，包括物体的静止能量是它的总内能，包括分子运动的动能分子运动的动能、分子间、分子间相互作用的相互作用的势能势能、使原子与原子结合在一起的、使原子与原子结合在一起的化学能化学能、原子内使原、原子内使原子核和电子结合在一起的子核和电子结合在一起的电磁能电磁能，以及原子核内质子、中子的，以及原子核内质子、中子的结合结合能能.物体静止能量的揭示是相对论最重要的推论之一，它指出，物体静止能量的揭示是相对论最重要的推论之一，它指出，静止粒子内部仍然存在着运动静止粒子内部仍然存在着运动。约。约99%99%的静能存在于组成系统的终的静能存在于组成系

26、统的终极粒子中，可通过正负粒子的湮没使其释放。极粒子中，可通过正负粒子的湮没使其释放。揭示了质量与能量之间存在一定的联系。揭示了质量与能量之间存在一定的联系。质量和能量就是质量和能量就是一个东西，是一个东西的两种表述。质量就是内敛的能量，能量一个东西，是一个东西的两种表述。质量就是内敛的能量，能量就是外显的质量。就是外显的质量。动能动能 Ekmc2m0c2202202021cmcvcmcmmcEk204422208321cmcvcvcmEk 2021vmEk通过高等数学可以将动能表达式展开为：通过高等数学可以将动能表达式展开为：当当v远小于远小于c时：时：因此，我们因此，我们以前学习的动能表达

27、式仅仅在物体低速以前学习的动能表达式仅仅在物体低速运动的情况下才成立运动的情况下才成立。当当物体高速运动物体高速运动时，那个动能表时，那个动能表达式将不能再近似成立，必须要考虑质量变化，达式将不能再近似成立，必须要考虑质量变化，使用质使用质能方程来求解动能大小能方程来求解动能大小。一、非惯性参考系和惯性力一、非惯性参考系和惯性力如果在一个参考系中，牛顿运动定律不成立，这样的参考系叫做非惯性参考系。如果在一个参考系中，牛顿运动定律不成立，这样的参考系叫做非惯性参考系。一切具有加速度的参考系都是非惯性系。一切具有加速度的参考系都是非惯性系。aa光滑表面小球水平方向不受外力，小球水平方向不受外力，但

28、为何会加速运动呢？但为何会加速运动呢？小球仍然静止在原地，很正常，因小球仍然静止在原地，很正常，因为小球水平方向不受外力。为小球水平方向不受外力。为了让牛顿定律在非惯性系为了让牛顿定律在非惯性系中能够成立，中能够成立，我们我们引入引入惯性力惯性力a 不难判断，惯性力的方向应该不难判断，惯性力的方向应该与与参考系的加速度方向相反。参考系的加速度方向相反。mgmg地球地球附近附近g远离远离地球地球爱因斯坦密封仓实验爱因斯坦密封仓实验 仓内的人想通过仓内的人想通过力学实验判断仓是惯力学实验判断仓是惯性系还是非惯性系性系还是非惯性系，你觉得他能准确判断你觉得他能准确判断吗？吗？实验结果实验结果:仓内所

29、有物体都会自由下落仓内所有物体都会自由下落,下落的加速度与下落的加速度与物体属性无关物体属性无关.他对实验解释他对实验解释:第一种情况中，第一种情况中，仓是惯性系仓是惯性系:自由下落是地球引力场造成自由下落是地球引力场造成-引力效果引力效果 第二种情况中，第二种情况中，仓是非惯性系仓是非惯性系:自由下落是仓在太空中向上加速飞行造成自由下落是仓在太空中向上加速飞行造成-惯性力效果惯性力效果结论结论:通过力学实验不能区分仓是惯性系还是非惯性系通过力学实验不能区分仓是惯性系还是非惯性系.进一步实验表明：进一步实验表明：任何物理实验都不能区分仓是惯性系还任何物理实验都不能区分仓是惯性系还是非惯性系是非

30、惯性系。在任何参考系中，物理规律都是相同的在任何参考系中，物理规律都是相同的（广义相对性原广义相对性原理理）引力和惯性力是等效的引力和惯性力是等效的（等效原理）（等效原理）狭义相对论与狭义相对论与广义相对论广义相对论狭义相对论狭义相对论广义相对论广义相对论不同的不同的惯性惯性参考系参考系中一中一切物理规律切物理规律都是相同的都是相同的 任何参考系任何参考系（包括非惯性（包括非惯性系）中物理规系）中物理规律都是相同的律都是相同的真空中的光真空中的光速在不同惯速在不同惯性参考系中性参考系中都是相等的都是相等的 一个均匀的引一个均匀的引力场与一个做力场与一个做匀加速运动的匀加速运动的参考系等价参考系

31、等价更进一步更进一步等等效效原原理理光光速速恒恒定定爱因爱因斯坦斯坦相对相对性原性原理理广义广义相对相对性原性原理理广义相对论广义相对论的几个结论的几个结论时空弯曲时空弯曲 在一个引力可以忽在一个引力可以忽略的宇宙空间有一艘宇略的宇宙空间有一艘宇宙飞船在做匀加速直线宙飞船在做匀加速直线运动，船上的观察者记运动，船上的观察者记录光的径迹是一条抛物录光的径迹是一条抛物线线a半半透透明明屏屏光源等效原理等效原理物体的引力能使光线弯曲物体的引力能使光线弯曲 假设飞船静止，而在船尾存在一个巨大的物体，在它假设飞船静止，而在船尾存在一个巨大的物体，在它的引力场作用下，飞船内的物理过程受到的引力场作用下，飞

32、船内的物理过程受到同样的同样的影响影响广义相对论广义相对论的几个结论的几个结论时空弯曲时空弯曲通常物体的引力场都太弱，通常物体的引力场都太弱，2020世纪只能观测到太阳世纪只能观测到太阳引力场引起的光线弯曲引力场引起的光线弯曲由于太阳由于太阳引力场的作引力场的作用，我们有用，我们有可能观测到可能观测到太阳后面的太阳后面的恒星，最好恒星，最好的观测时间的观测时间是发生日全是发生日全食的时候食的时候19191919年年5 5月月2929日，发生日全食，英国考察队分赴几内亚湾和巴日，发生日全食，英国考察队分赴几内亚湾和巴西进行观测，证实了爱因斯坦的预言，这是对相对论的最早证实西进行观测，证实了爱因斯

33、坦的预言，这是对相对论的最早证实广义相对论广义相对论的几个结论的几个结论时空弯曲之引力透镜效应时空弯曲之引力透镜效应星球的强引力场能使背后传来的光线汇聚，这星球的强引力场能使背后传来的光线汇聚，这种现象叫做引力透镜效应种现象叫做引力透镜效应星体星体无无法法观观测测黑黑洞洞宇宙中很可能存在黑洞，宇宙中很可能存在黑洞，它不辐射电磁波，因此无法直它不辐射电磁波，因此无法直接观测，但是它的巨大质量和接观测，但是它的巨大质量和极小的体积使其附近产生极强极小的体积使其附近产生极强的引力场，引力透镜是探索黑的引力场，引力透镜是探索黑洞的途径之一洞的途径之一 地面上看到：地面上看到：越是靠近边缘，速度越大根据

34、狭义相对论，越是靠近边缘，速度越大根据狭义相对论，靠近边缘部位的时间进程较慢靠近边缘部位的时间进程较慢 圆盘上的人认为：圆盘上的人认为：盘上存在引力场，方向由盘心指向边缘，盘上存在引力场，方向由盘心指向边缘，引力势较低，得出：引力势较低的位置，时间进程比较慢引力势较低，得出：引力势较低的位置，时间进程比较慢各各类类星星体体对对比比 宇宙中有一类恒星，体积很小，质量却很大，叫做矮星，引力宇宙中有一类恒星，体积很小，质量却很大，叫做矮星，引力势比地球低的多，矮星表面的势比地球低的多，矮星表面的时间进程比较慢时间进程比较慢，那里的发光的，那里的发光的频率频率比同种的原子在比同种的原子在地球上发光频率低地球上发光频率低，看起来偏红，这个现象叫做，看起来偏红，这个现象叫做引引力红移力红移时间间隔与引力场有关