《从零学相对论》连载25

正§8.7史瓦西时空的最大延拓8.7.1奇点和奇性§8.1末讲过,通常天体的半径R远大于其史瓦西半径rS≡2M,所以史瓦西线元的坐标r的取值范围是Rr∞.恒星之所以处于静态,是因为其内部不断进行着烧氢变氦的核聚变反应(详见小节7.2.1).一旦内部核燃料消耗殆尽,恒星将在自己引力的作用下猛烈坍缩,而如果剩余质量仍超过中子星的质量上限(约为2M⊙),其半径会很快就缩至     

广义相对论浅释(1)

本文用通俗的方法介绍了广义相对论的基本思想 ,并得到了史瓦西场时空弯曲的规律及质点在史瓦西场中自由运动的规律 ,从而解决了引力红移 ,CS原子钟环地球飞行后与地面上 CS原子钟的时差 ,行星进动 ,光子经过太阳表面时的偏转角 ,雷达回波延迟等问题 .     

广义相对论浅释（1）

本文用通俗的方法介绍了广义相对论的基本思想,并得到了史瓦西场时空弯曲的规律及质点在史瓦西场中自由运动的规律,从而解决了引力红移,Ｃｓ原子种钟环地球飞行后与地面上Ｃｓ原子种的时差,行星进动,光子经过太阳表面时的偏转角,雷达回波延迟等问题。     

黑洞及其视界附近的物理规律

 人类对黑洞的认识过程在1796年,法国天文学家拉普拉斯在他的著作《宇宙体系论》中就预言:如果它引力足够强,光速也不足以成为逃逸速度的话,我们可能会看不见它。宇宙中最大的天体可能是完全看不见的,这种观点是建立在牛顿引力理论基础上的,当时没有任何办法能够验证他的想法。直到100年后,爱因斯坦发表了广义相对论,它在基本概念上与牛顿引力理论完全不同。在广义相对论中,空间和时间构成了一个四维时空,时空的几何性质与物质,通过爱因斯坦引力方程联系起来,物质是引力的源,也决定了时空的弯曲。广义相对论发表后不久,德国天文学家史瓦西立即对球对称的情况求出了爱因斯坦引力方程的解。     

变速条件下的局部瞬时空时对称理论

本文提出了处理引力问题的一种可能的设想。采用牛顿引力公式,得到广义相对论中的史瓦西度规;如果考虑质速关系,则得到一种新的度规,否定了黑洞理论。     

《从零学相对论》连载(19)

正第8讲史瓦西时空§8.1史瓦西真空解史瓦西真空解是爱因斯坦方程的第一个精确解(§6.5),描述一个静态的、球对称的物质分布(通常是天体)在其外部(真空区域)造成的时空弯曲,这一弯曲线元可用史瓦西坐标系{t,r,θ,φ}表为     

广义相对论简介之二——广义相对论的空间和时间（一）

介绍弯曲空间，黎曼几何概念以及史瓦西场中的时空。     

史瓦西时空中自由粒子的运动方程

直接求解史瓦西时空中自由粒子的测地线方程,得出粒子运动方程的一般常见形式.此方法与一般教材中根据史瓦西度规的静态球对称性以及四速归一条件得出的运动方程完全相同.此方法物理意义更清晰、明确,同时对理解弯曲时空中的测地线方程具有重要意义.     

均匀密度零压星的完整的引力解

证明了Oppenheimer和Snyder关于均匀密度零压星的引力塌缩的经典解是不完整的,它并不能正确地连接作为内解和外解的Friedmann度规和Schwarzschild度规;通过在离散时空上拓展解参数而构成了一个完整的引力解,它实现了Friedmann度规和Schwarzschild度规之间的等价连接,并可以证明是奇性自由的;这个完整的引力解显示了物质,引力和离散时空结构之间的关联性 关键词： 均匀密度零压星 Friedmann度规 Schwarzschild度规 离散时空     

黑洞内部是什么?——正则量子引力的新视角

我们在最新的一份研究工作中找到了带有分层不均匀特征动态塌缩星内部时空度规的一般形式,结合爱因斯坦场方程,该度规告诉我们构成黑洞的物质很可能在视界内经历着反复的收缩—收缩过头—反向膨胀到极大—再收缩—再过头的呼吸运动。我们同时在广义相对论和正则量子引力的水平上,提供了这种过零点"呼吸"运动可能恰好具有exp(A/l_(pl)~2)种可能本征态的数值证据,此处A为视界面积,从而为史瓦西奇点的消解、黑洞熵的微观解释以及信息丢失疑难的解决提供了一条新思路。本文是对这一技术性研究工作所揭示物理图像的中文版介绍,并添加了跟弦理论、圈量子引力图像的对比以及关于其可证伪性的讨论。     

《从零学相对论》连载26

正§8.8伯克霍夫定理正如§6.5所云,史瓦西之所以能够很快就求得真空爱因斯坦方程的第一个精确解,是因为他巧妙地利用了问题本身的对称性——恒星既是球对称的,又是静态的.然而,任何恒星都不是永恒不变的,它们也像人一样要经历生、老、病、死等各个演化阶段,恒星在许多阶段中并不处于静态之中,这时恒星外部的时空几何还可用史瓦西真空线元式(8-7-1)描述吗?如果有人向史瓦西提出这个问题,恐怕     

黑洞的“解剖学”

 1915年,36岁的爱因斯坦创立了广义相对论.我们不妨说,这种关于时空与引力的崭新理论的精髓乃是:物质告诉其周围的时空如何弯曲;弯曲的时空则告诉其中的物质如何运动.这两句话的前一句说的是:在离任何质量(即引力源)都极其遥远的地方,时空是平坦的;但当你趋近一个大质量的物体(即强引力源)时,你就会发现那里的时空曲率在逐渐增大,引力场越强,时空的弯曲也越显著.第二句话说的是:在弯曲的时空中,物体总是沿着有可能遵循的各种路径中的最短者运行,犹如在平坦时空中物体永远沿直线行进一般.     

介绍《广义相对论和宇宙学的物理基础》

清华大学李复老师几年来致力于广义相对论的普物化 ,他编写的《广义相对论和宇宙学的物理基础》一书已经出版 .该书用普通物理的语言、风格 ,避开艰深的数学 ,在普通物理的层次上较为全面地讲授广义相对论的物理基础 ,在此基础上从宇宙学的基本原理出发 ,介绍大爆炸宇宙学对宇宙的诞生、演化和未来的讨论 .全书为一完整体系 ,以狭义相对论为基础 ,由运动时钟变慢、运动方向长度变短 ,利用爱因斯坦假设以及史瓦西外部解 ,深入浅出地讨论了史瓦西场中的时空、光子及自由粒子在史瓦西场中的运动 ,只利用普通微积分定量地计算广义相对论的经典检…     

黑洞热力学、引力的全息性及时空呈展性

 黑洞热力学揭示引力具有全息性质。这是过去十几年中人们对引力本质认识的重要进展。本文将介绍黑洞热力学,引力的全息性质及其在强耦合系统中的应用,以及热力学和时空动力学关系等方面在近些年的一些研究进展。     

引力波探测的现状和意义

 引力波是广义相对论的一个理论预言。1916年爱因斯坦创立广义相对论,揭示了一个全新的时空观念:时间和空间并非绝对和独立地存在,它们是相互联系的,由物质分布和运动所决定的属性。在时空中运动的物质,其轨迹由时空曲率决定。这种时空结构的几何化概念,对引力的本质提出全新的解释,是一种新的引力理论。一、引力波是变化着的4维时空曲率的传播物质的引力场是一种无需介质的广延场,与电磁场相类比:电荷的加速运动能辐射电磁波,那么,理论上物质的运动也辐射引力波。爱因斯坦在引力场方程的弱场近似解中得到平面引力波辐射的结论。近代其他引力理论也得出存在引力波的预言。     

对球对称弱引力源外部时空受自转影响的讨论

运用克尔度规近似地分析了不带电的球对称弱引力源的自转对外部时空所产生的影响.如:质量产生的时空弯曲效应如何受自转的影响;经、纬向测地线长度如何受自转的影响;时空的对称性如何受自转的影响等.     

光子芯片中类比引力的研究

探索和理解引力场弯曲时空的本质一直是人类孜孜不倦追求的目标。尤其最近天文学上两大事件:激光干涉引力波天文台探测到引力波信号以及事件视界望远镜拍到黑洞的影子,进一步激发人类对古老而神秘引力的兴趣。尽管人类在探测引力现象的天文实验技术上取得了巨大的进步,但是对于有些引力现象的研究仍然面临着挑战,特别是与引力有关的量子效应。另一方面,类比引力系统为人类研究引力效应提供了一个新的实验平台,它可以在实验室环境下研究目前天文观测仍面临挑战的引力现象,例如黑洞附近引力场的量子效应。文章将介绍以光子芯片作为一种类比引力的实验体系而实现的引力场弯曲时空的模拟与研究。     

黑洞的前世今生

<正>虽然人类所体验过的最强的引力,仅仅是地球所提供的指向地心的吸引力,但是引力最极端的形式却指引我们察觉了一类奇异而超常的天体的存在。黑洞以最优美简洁的形式解释了质量和时空之间相互呼应的规律,并持续地吸引着科学界的注意力。     

黑洞的前世今生

 虽然人类所体验过的最强的引力，仅仅是地球所提供的指向地心的吸引力，但是引力最极端的形式却指引我们察觉了一类奇异而超常的天体的存在。黑洞以最优美简洁的形式解释了质量和时空之间相互呼应的规律，并持续地吸引着科学界的注意力。     

引力联络的holonomy

利用多重张量密度构造了扩展的圈群,在时空流形上得到了扩展的holonomy.利用圈空间得到了引力的holonomy.对R+F²纯引力进行了经典与量子holonomy的计算,得到了其一个球对称解析解的经典holonomy的精确结果,并发现存在着曲率的量子激发,同时求得了表式.