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很多人都聽說過愛因斯坦和他那著名的廣義相對論，但卻不知道這個(gè)理論是干什么的。簡單來說，廣義相對論是一個(gè)描述引力的理論，它讓我們對宇宙有了更為深刻且更為廣泛的認(rèn)識(shí)。 一提到引力，大家很容易想到的是萬有引力定律，這是牛頓在17世紀(jì)時(shí)發(fā)現(xiàn)的。我們在中學(xué)物理中學(xué)過牛頓的引力理論，根據(jù)該理論，萬物之間都存在著一種相互吸引的作用力，即引力，其大小只跟物體的質(zhì)量與距離有關(guān)。萬有引力定律提出之后大獲成功，幾大行星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律都能被這個(gè)理論精確地描述。更為重要的是，通過萬有引力定律的計(jì)算，天文學(xué)家在19世紀(jì)中葉首次發(fā)現(xiàn)了海王星的存在。然而，不久后，人們發(fā)現(xiàn)水星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律不完全符合牛頓引力理論的預(yù)言，萬有引力定律在這里失效了。 到了1915年，愛因斯坦提出了一個(gè)新的引力理論——廣義相對論。在這個(gè)引力理論中，引力作用被解釋為幾何效應(yīng)，是由物體彎曲空間所引起的。根據(jù)廣義相對論，行星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律都能得到完美的解釋，這其中也包括水星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。不僅如此，廣義相對論還預(yù)言了光在經(jīng)過大質(zhì)量天體附近時(shí)會(huì)發(fā)生比牛頓引力理論預(yù)言更大的偏轉(zhuǎn)，這在四年后的日全食中得到驗(yàn)證。此外，廣義相對論還預(yù)言了此前人類從未知曉的現(xiàn)象，其中包括黑洞、引力時(shí)間膨脹效應(yīng)、引力透鏡效應(yīng)和引力波。從廣義相對論中還推導(dǎo)出了當(dāng)今描述膨脹宇宙的最精確模型——弗里德曼方程。廣義相對論使我們對所生活的宇宙有了更為本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，可以說這是它的偉大之處。 |
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