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重力影響下的時空彎曲 在上一篇文章中，阿怪為大家比較詳細的解釋了什么是狹義相對論，讀完之后相信有的朋友會有這樣的疑問：狹義相對論講的都是理想狀態下慣性參考系中發生的事，但是現實生活中，幾乎是找不到這樣的場景的，那這個理論的現實意義是否有待商榷呢？的確如此，為了讓相對論能更廣泛的解釋普遍現象，愛因斯坦花了10年的時間把非慣性系考慮在內，提出了適合一切參考系的“廣義相對論”，今天阿怪就為大家詳細介紹這個理論。 廣義相對論
關于光速不變：廣義相對論繼承了狹義相對論中“光速不變”的基本假設，但把其適用范圍縮小到只限于所涉及的時空附近的局部區域；這是因為對于廣義相對論，“在全時空中，不存在慣性參照系，狹義相對論不成立；而在局部時空中，狹義相對論近似成立，且可近似地存在慣性參照系。” 如何把萬有引力納入到相對論中 等效原理 有過蹦極或者跳傘經歷的朋友對于“失重”應該不陌生，愛因斯坦就是在思考失重時突然想到：如果一個人在電梯里自由加速下落（非慣性系），那么他是感受不到重力的，就像跟電梯一起懸浮在太空里（慣性系）一樣。電梯自由下落是萬有引力導致的，他在電梯里卻不能發現自己是在下落還是懸浮在太空中。這個場景剛好把狹義相對論無法處理的兩個東西（引力和加速度）都包含進來了，而且，他們似乎是具有相同效果的。最后，愛因斯坦經過一番的思考之后，大膽的提出了一個假設：局部引力場中自由加速下落的非慣性系與無引力場的慣性系不可區分（即是兩種參考系等效）。 利用等效原理就可以把具有引力的非慣性系轉換成不受引力影響的慣性系，凡是有引力的地方就給它一個等效的加速度參考系將引力消除，然后剩下的事情用狹義相對論處理。例如上圖，右邊地面上的人水平丟出一個小球，就等同于左邊在加速向上飛行的火箭（加速度等于重力加速度）中的人水平丟出一個小球，小球在這兩個參考系中的運動情況完全一樣。于是，愛因斯坦利用這種思想，終于把萬有引力納入到了相對論中。 |
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