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皇冠体育:用“两朵乌云”比喻当时最令科学界忧虑的两个危机

时间:2019/12/23 15:45:55   作者:   来源:   阅读:0   评论:0
内容摘要:相对论提出之前,牛顿的理论主宰了物理世界,认为宇宙有绝对的时间空间,相对于绝对空间静止或匀速直线运动的参考系统是惯性系统。爱因斯坦打破了绝对时空观,坚持了古人认可、伽利略后来重申的相对论原则,提出了光速不变性的重要原则,并推导出洛伦兹变换,这是相对论的核心公式。根据这个公式,他提...
    相对论提出之前,牛顿的理论主宰了物理世界,认为宇宙有绝对的时间空间,相对于绝对空间静止或匀速直线运动的参考系统是惯性系统。爱因斯坦打破了绝对时空观,坚持了古人认可、伽利略后来重申的相对论原则,提出了光速不变性的重要原则,并推导出洛伦兹变换,这是相对论的核心公式。根据这个公式,他提出运动的标尺会收缩,运动的时钟会变慢,物体运动时的质量会比静止时增加,著名的质量-能量关系E=mc2。这些构成了狭义相对论的重要内容。狭义相对论不仅指导量子理论、核物理和基本粒子的实际研究,还可以应用于工业领域,如加速器和核物理仪器的开发和生产。
但是在那之后,爱因斯坦遇到了两个困难。一是他不再能定义惯性框架,二是他与万有引力定律相矛盾。在这种情况下,他把原来的狭义相对论向前推进了一大步,建立了广义相对论。广义相对论不再强调惯性系统的概念,同时认为物质的存在会带来时空弯曲。他重新定义了万有引力,并将其解释为时空曲率的几何效应。根据广义相对论,爱因斯坦预言了重力红移、重力作用下的时空弯曲和引力波等普遍现象。这些现象前后都得到证实,今年发布的第一张黑洞照片再次让科学家们大喊:“爱因斯坦又对了!”
万有引力定律向广义相对论的发展是物理学的一场革命,深刻地改变了人们对时间和空间的看法。我们可以用它来解释恒星的演化和宇宙的膨胀,并对黑洞和中子星进行研究。然而,广义相对论也不是宇宙的终极理论。爱因斯坦早在《狭义相对论和广义相对论简介》的结尾就试图提出统一的场论。然而,直到现在,由于广义相对论和量子力学之间的差异,所有量化引力场的尝试都没有成功,宇宙中的四种基本力(重力、电磁力、强核力和弱核力)从未被统一到一个模型中。流行的超弦理论和环量子引力理论都试图将量子力学和广义相对论结合起来,但理论上存在缺陷,很难通过实验加以证明。
此外,宇宙加速膨胀也是一个未解之谜。根据相对论原理,如果宇宙中只有物质,它只能减缓膨胀。一些科学家提出了暗物质和暗能量的理论,但是他们还没有给出明确的解释。

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