量子引力研究进展简介

 广义相对论是描述时间、空间与引力的理论,既是对狭义相对论的重要推广,也是继牛顿万有引力定律之后发展起来的最重要的引力理论。     

走向统一的自然力爱因斯坦：试图统一电磁力和引力未能如愿(Ⅲ)

 狭义相对论具有两个局限性:一是,它只对那些以恒定速度相对运动的惯性坐标系有效;另一是,尽管这个理论与描述电磁场的麦克斯韦方程组是兼容的,但它与牛顿万有引力定律并不兼容。     

捕捉引力波

 一、足够精确的牛顿引力理论在宏观物理世界中,引力是一种主要的作用。太阳东升西坠,地球四季交替,海水潮涨潮落,众多自然现象都受到引力的支配。1687年,牛顿在前人的研究基础上,导出了万有引力定律。利用万有引力定律可以圆满地解释哥白尼的学说和开普勒的行星运动三定律。牛顿引力理论的精彩之处还有准确地预言了海王星和冥王星的存在,指导天文学家成功地发现了这两颗太阳行星。按牛顿的引力理论,两物体间的引力作用是瞬间完成的。但爱因斯坦认为,光速是任何作用的极限速度,因此引力作用不可能在瞬间实现。1905年,爱因斯坦发表著名的历史文献《论动体的电动力学》,建立了狭义相对论。在以后     

引力波

一、引 言 万有引力是物质之间一种极为普遍的相互作用.按照牛顿的万有引力定律,自然界中任何两个物质之间都存在着相互的吸引力,这种作用力的大小是与它们质量的乘积成正比,与它们之间的距离平方成反比.但是,在牛顿的引力理论里,认为这种作用的传递是不需要时间的.牛顿的场方程中不包会任何时间的微商项,这就意味着物质分布的改变将立即引起空间各点引力势φ的变化,即引力作用的传递是“瞬时”的.换句话说,即引力相互作用的传播速度为无穷大,而这是与狭义相对论关于任何物理效应都不能快于真空中光速的要求相矛盾的.1916年,爱因斯坦提出了…     

广义相对论的实验验证

 自1687年《自然哲学的数学原理》问世以来,牛顿力学取得了很大的成功与发展。很少有理论能和万有引力定律的预言的准确性相比拟。但即使如此,牛顿的理论也不是十分完善的。一个例子是水星的近日点的进动。水星轨道长轴的方向在空间不是固定的,在一世纪内会转动5601秒弧度。用牛顿理论计算出所有行星对它的影响后,还差43秒弧度与观测不符,另外,牛顿引力理论有一个很严重的缺陷,就是它认为引力的传播不需要时间。例如,如果太阳表面某处突然爆发日珥(喷出明亮的气团),按牛顿理论,其引力变化在地球上即时即可发现,这一点直接违反了狭义相对论.     

牛顿万有引力定律的发现渊源：从所谓的开普勒定律到万有引力定律

牛顿创建的万有引力定律与“开普勒定律”之间存在着一定的联系，然而，所谓的“开普勒定律”在前牛顿时代充其量不过是经验性的假设，并未得到普遍承认；而且，对牛顿来说，开普勒的假设没有起到传统上所认为的那种决定性作用．开普勒并未证明椭圆轨道定律和面积定律，这种证明是由牛顿本人完成的．牛顿对椭圆轨道定律和面积定律的证明及其创建万有引力定律的卓越成就已录入西方天文学史及物理学史教科书中．     

相对论的几何表述③

相对论的几何表述③梁灿彬（北京师范大学物理系，北京１００８７５）３学一点点广义相对论３．１引力的实质是时空弯曲狭义相对性原理实际上是关于物理定律的定律，它要求一切物理定律具有洛伦兹不变性．因此，在建立狭义相对论物理学时，应该以它为标准重新审查已有的物...     

万有引力理论的实验检验

牛顿(1642～1727)发现万有引力定律的曲折历程和传奇故事多见于教学参考资料,但对于牛顿发现万有引力定律到世人公认定律的一段曲折历史却少见叙述,笔者查阅了有关文献,特撰文对此作一个补遗.……     

为相对论质量辩护

本文认为向初学者讲授狭义相对论时引入“相对论质量”的概念是必要的、方便的、如Ｅ＝ｍｃ＾２即体现了质量和能量间简单而优美的当量关系，本文指出反对相对论质量者实际上在讨论粒子系或光子系的问题时才避开相对论质量，特别指出相对论质量与力和速度间的夹角无关，反对相对论质量者由于错误地应用了牛顿第二定律才导出这种根本不在依赖关系。     

突破绝对时空观 人类认识深入到高速与字观世界（上）——科学发展的人文历程漫话之十三

考察了突破绝对时空观,人类认识深入到高速世界,建立狭义相对论的曲折过程及思想观念的艰难转变,包括牛顿的绝对时空观及其缺陷、狭义相对论建立前的重重迷雾、爱因斯坦创建狭义相对论的思路以及狭义相对论的最终被确认．     

时间、空间与运动——狭义相对论及其伟大科学意义

介绍狭义相对论诞生的历史背景,爱因斯坦创立狭义相对论的新思维和创造性,发现自然界两条基本原理及其建立新的相对性时空结构理论及新的运动学定律的思路历程.由此揭示和证明时空相对性结构是一切自然界定律对相对运动保持其不变性和对称性的基础,也是自然界因果关系成立的基础,最后介绍从狭义相对论得出的自然界的一系列新奇结论和定律.     

爱因斯坦:试图统一电磁力和引力未能如愿(Ⅰ)

 在牛顿统一了天上力和地上力、麦克斯韦尔统一了电力和磁力之后,电力的库仑公式和磁力的安培公式与牛顿万有引力公式在数学形式上的相似,使人很容易联想到电磁力与引力的统一。爱因斯坦,在1905年创立狭义相对论、1915年创立广义相对论分别改进和完善了麦克斯韦电磁理论和牛顿引力理论之后,试图统一电磁力和引力,花费了后半生近30年的时光去建立统一场论,但至死未能如愿。本讲,我们先介绍爱因斯坦生平;然后介绍他的成功之作:狭义和广义相对论;最后介绍未能完成的统一场论。     

万有引力与向心力公式中r的不同含义

万有引力定律是牛顿在1687年于<自然哲学的数学原理>上发表的.牛顿的普适万有引力定律表示如下: 任意两个质点通过连心线方向上的力相互吸引.该引力的大小与它们的质量乘积成正比,与它们距离的平方成反比,与两物体的化学本质或物理状态以及中介物质无关.     

牛顿万有引力定律的建立

万有引力定律的建立是牛顿“从运动现象研究自然力”的一个最辉煌的范例．本文将依据牛顿在各个时期写的手稿与论著，探讨牛顿论证的特色以及牛顿引力思想的发展过程．     

狭义相对论中动尺收缩效应之认识

1905年,爱因斯坦创立了狭义相对论,从而把牛顿力学中对宏观低速物体的研究推广到高速运动的物体,得到了一套崭新的时空观.动尺收缩是狭义相对论时空观的经典效应,狭义相对论时空观的基础是同时的相对性.因此同时的相对性与动尺收缩效应存在必然的联系.     

牛顿力学中的惯性质量与狭义相对论中的惯性质量

分别详细说明了在牛顿力学中和在狭义相对论中,惯性和惯性质量的概念是如何引入的.明确地阐述了狭义相对论同牛顿力学相类似,物体(可视为质点或粒子)的固有质量(或静止质量)就是其惯性质量.通过分析,指出并强调了运动质量只是个规定,并非物体惯性的大小真的随运动发生了改变.最后还对静止质量为零、速度为光速的粒子只遵从狭义相对论而...     

狭义相对论中质量与速度关系的特色推导方法

质速关系是相对论的一个重要结论,大多数教材均采用两个物体在发生完全非弹性碰撞的过程中,从不同参照系去看其速度变化来推导质速关系.本文利用狭义相对论时空的洛伦兹变换证明运动方向上力在两个惯性参照系中的不变性,然后直接利用牛顿第二定律推导出质量与速度的关系,这种推导方式相对比较简洁,利于低年级大学生的理解.     

《从零学相对论》连载

第1讲 狭义相对论的引入 相对性原理是牛顿力学的一个重要出发点.然而,麦克斯韦(以下简称麦氏)的电磁理论问世之后,相对性原理曾一度遭遇过严峻的挑战,最终导致狭义相对论的诞生.因此,要介绍狭义相对论的引入动机,有必要讲清以下三个问题: 1.什么是相对性原理? 2.麦氏电磁理论为何曾一度对相对性原理提出过严峻挑战? 3.上述挑战如何诱发爱因斯坦创立狭义相对论?     

牛顿的苹果 真的？假的？

<正>牛顿被苹果砸中脑袋而发现了万有引力定律,是我们小时候最熟悉的故事之一,但如今它的真实性却受到一些人的质疑。他真的是发现万有引力第一人吗?一起来看看牛顿和苹果的不解之缘。故事是假的吗?牛顿与苹果的故事(图1)大家耳熟能详。英国纪念牛顿《自然哲学的数学原理》300周年文集的封面用的就是一个苹果。牛顿家乡的苹     

《从零学相对论》连载(14)

第6讲广义相对论初步§6.1引力的实质是时空的弯曲相对性原理要求物理规律在所有惯性系中有相同的数学表达式,用于狭义相对论,就是要求物理规律的数学表达式具有洛伦兹协变性.这是一个管定律的定律.因此,在建立狭义相对论物理学时,原则