爱因斯坦与广义相对论的诞生——纪念广义相对论发表100周年

介绍了爱因斯坦建立广义相对论的伟大贡献.他最先发现了等效原理,最先指出万有引力本质上是时空弯曲的几何效应.爱因斯坦也是最先给出广义相对论基本方程——场方程的人.他提出的检验广义相对论的3个重要实验已被观测所证实.爱因斯坦是广义相对论的唯一创建者.     

引力场的二分量理论和验证广义相对论的新实验

美国斯坦福大学以W.Fairbank为首的研究组,正在考虑验证广义相对论的极为精密的新实验. 从1915年爱因斯坦发表广义相对论以来,通过水星近日点的移动,光线在引力场中的折射及光谱线的红移等现象的观测,验证了广义相对论的正确性.但是,上述新实验是以最近提出的引力场二分量理论来验证广义相对论的一种新尝试. 众所周知,电磁场中有电场和磁场.与此相似,可认为引力场也由两个分量所构成.由于牛顿势和库仑势在形式上是相同的,因而牛顿势对应于电场势.根据牛顿引力理论,不存在对应于磁场的分量.而按上述理论,在广义相对论所讨论的引力场中必然存…     

《相对论、宇宙与时空》连载⑤——爱因斯坦与狭义相对论(下)

4 广义相对论的实验验证 爱因斯坦发表广义相对论的时候,求出了场方程的一些近似解.他提出了3个检验广义相对论的实验:1)引力红移;2)轨道进动;3)光线偏折[1,2,4-17].     

北京光速各向异性实验的广义相对论(及度规理论)预言值

基于广义相对论及度规引力理论的基本原理,计算了北京“光速各向异性检验”实验的预期值。结论是该实验将不可能在广义相对论传统观点和文献[1]提出的观点之间作出判断。     

激光用于引力波探测的研究──双激光光源法及同步积累法

一、引 言广义相对论的提出已有半个多世纪了.然而在过去相当长的一段时间内,对于它的观察检验,仅限于所谓三大验证.这是因为对于地球上的实验条件,广义相对论所预言的效应是极其微弱的.近来,由于科学技术的发展,给研究万有引力本质的实验工作提供了新的可能.在这类工作中,较为活跃的应当属于探测引力波的研究.1969年,韦伯宣布他测到来自银河系中心发出的引力波信号.由于引力辐射的存在是广义相对论具有决定性的预言,因此,他的工作引起了广泛的注意.尽管现在已倾向于判定韦伯收到的信号不是引力波,但却促使人们认识到了实验检验引力波理论的…     

广义相对论与有关现代引力问题

1916年,爱因斯坦发表了广义相对论,提供了一种引力理论.然而,在文章发表后的三、四十年中,由于实验验证很少,应用不广,数学上又较为复杂,因此对广义相对论有许多不同意见和争论,也没有得到物理学界的足够的重视. 但是,近二十年来现代生产和科学技术的大发展,为广义相对论的实验     

《广义相对论入门讲座》连载——狭义相对论

广义相对论诞生至今已快100年了,然而了解此领域的人依然十分稀少.一般人认为广义相对论与实验联系较少,缺乏科研上的动力,而且在物理理解和数学运算上都十分困难,需要付出巨大努力才能进入这一用处不大的领域.然而,近年来随着中子星、黑洞、引力波和宇宙学领域的发展,广义相对论找到了广阔的应用空间,越来越多的人感到了对广义相对论知识的需求.其实,广义相对论也不像一般人想象的那样难学.数学上的困难源于一般人不熟悉黎曼几何与张量分析.作者从长期的教学中体会到,实际上可以采用"急用先学,立竿见影"的方式,用较短的时间把初学者引入广义相对论和黎曼几何的大门,使他们不仅了解广义相对论的物理思想,学会初步的运算,而且能看懂相对论天体物理学的文献,并尝试参与广义相对论及相关领域的初步研究.有志于钻研广义相对论的人,还可以在此基础上,"干中学",在出科研成果的同时,不断加深对广义相对论的理解,逐步成长为这一领域的教师和科研专家.本讲座就是这方面的一次尝试,望对广义相对论有兴趣并有志于学习它的人,参与这一进入科研前沿的尝试.本讲座共分8讲,目录如下:狭义相对论;广义相对论的物理基础;黎曼几何中的张量;度规张量;时间与空间;测地线、联络、曲率与挠率;爱因斯坦场方程;广义相对论的实验验证.本刊将以连载的形式分8期刊登.     

基于双谱的脉冲星累积脉冲轮廓时间延迟测量

为提高脉冲星辐射脉冲到达时间的测量精度,提出了基于双谱的脉冲星累积脉冲轮廓时间延迟测量算法.理论上,双谱可以完全抑制加性高斯白噪声.通过进行自双谱与互双谱的比对及求解极值点,推导出时间延迟测量公式.实验结果表明,基于双谱的时间延迟测量算法可以有效抑制高斯白噪声,当累积脉冲轮廓观测值存在噪声项时,基于双谱的累积脉冲轮廓时间延迟测量精度优于泰勒提出的功率谱算法. 关键词： 脉冲星 脉冲到达时间 累积脉冲轮廓时间延迟 双谱     

月球尘埃影响对广义相对论的验证

在《对广义相对论更精确的实验检验》[2]一文中叙述了科学家们用发射激光到安置在月亮上的5个反射器来验证等效原理从而间接检验广义相对论的阿波罗(Apollo)测月计划.在此实验中,微弱的光线是一个问题.     

爱丁顿与广义相对论的验证

简单介绍了在广义相对论诞生之初,验证其理论正确性的三个天文实验,并详细介绍了爱丁顿为验证广义相对论,发起并组织的观测1919年5月29日的日全食考察队的具体情况.这是爱丁顿认为他在天文学研究中最激动人心的事件.     

量子引力和弦论在中国

直到20世纪60年代,爱因斯坦的广义相对论一直是理论物理中理论色彩最浓的一个分支,那时广义相对论的主要实验验证是水星近日点进动、太阳引力场中的光线弯曲、引力红移。直到宇宙学和涉及强引力场的一些天体物理问题成为实验观测对象后,广义相对论才成为和其他物理理论（如粒子物理）类似的学科。与此同时,人们开始尝试将引力和量子力学结合起来,这就是著名的量子引力或引力量子化问题。     

以广义相对论为例谈实验检验的总体方案设计

以广义相对论为例，论述了如何根据物理理论的逻辑体系设计实验，以检验理论的正确性，对于广义相对论，检验实验应包括对等效原理的检验实验，对牛顿极限的检验实验，以及对广义相对论推论的检验实验。     

EAST共振磁扰动线圈电源响应延迟分析及优化

为了提高EAST装置中共振磁扰动(RMP)线圈电源的输出电压、电流响应速度和输出特性,对共振磁扰动线圈电源的响应时间延迟进行了分析和优化处理。详细分析了对称规则采样和单极性倍频PWM调制过程所产生的时间延迟,针对该部分时间延迟提出了多次采样延时数据更新方法,对逆变电源控制器进行优化和改进。实验结果表明,采用该方法后电源输出响应时间延迟从206μs减小为70μs,可以满足EAST实验的需求。     

最新科技动态

广义相对论顺利通过Cassini的考验意大利科学家通过仔细观察Cassini太空船的无线电波信号 ,又一次证实了爱因斯坦广义相对论时空扭曲的学说 ,实验精度达到前所未有的百万分之二十 .广义相对论说时空具有一定的“柔韧性” ,可以被强引力场扭曲变形 .因而无线电波信号在通过太阳这样大质量物体附近时 ,运动轨迹也会有所改变 ,对这一改变的测量是检验广义相对论的一种重要手段 .(摘自Nature,Bertotti等 ,2 0 0 3年 9月 2 5日 )　　 单原子激光器美国科学家首次制成静止单原子激光器 .加州理工学院的JeffreyKimble和他的合作者们在低温下将单…     

广义相对论的起源

爱因斯坦以其革命性的相对论著称于世.他创立广义相对论的过程,不同于其他新的物理理论产生的常规途径.广义相对论在很大程度上是爱因斯坦的独自发现,现成的物理认识的各种因素不曾对广义相对论提出紧追的需要,除了马赫和黎曼的某些富有启发的思想外,还不存在广义相对论产生的任何具体的理论前提.为了创立广义相对论,爱因斯坦付出了十分艰巨的劳动.1933年,他在谈论广义相对论的起源时,有一段感人至深的话:“在黑暗中焦急地探索着的年代里,怀着热烈的希望,时而充满自信,时而精疲力竭,而最后终于看到了光明——所有这些,只有亲身经历过的人才…     

多孔硅的时间延迟光谱

利用时间延迟光谱技术测量了多孔硅的发光光谱. 实验结果表明,多孔硅的发光是复杂的动力学发光弛豫过程,时间延迟光谱测量技术在研究复杂动力学发光过程方面比稳态光谱测量方法更有效.     

Rainer Weiss：引力波探测的50年

<正>作为构思和实现历史上最大实验之一的核心的实验物理学家,诺贝尔奖获得者Rainer Weiss通往成功的路径是不同寻常的。2015年,在爱因斯坦提出广义相对论一百年后,位于美国的激光干涉引力波天文台(LIGO)首次探测到引力波,证实了广义相对论的最后一个预言。2017年,Rainer Weiss由于对LIGO探测器与引力波探测的决定性贡献,与Barry Barish和Kip Thorne共享了诺贝尔物理学奖。     

引力波与引力波探测

 一、引力波探测的主要背景引力波是爱因斯坦和其他物理学家提出的关于广义相对论的四大预言之一,未来在引力波探测的研究中所获得的突破,将可能比其他预言产生更为巨大而深远的影响,甚至大大促进人类文明的进程。1916年爱因斯坦发表了他的广义相对论,并在该理论的基础上预言了引力波的存在。到目前为止,广义相对论一些重大预言都被实验证实了,它们包括水星近日点的进动、光线在引力场中的弯曲、光谱线在引力场中的频移,以及由此而延伸的关于雷达回波的延迟等。这些成果又进一步推进了相对论在天文观测、相对论天体物理、宇宙学甚至高能物理和广义相对论的交叉领域等方面的应用。     

等效原理的实验检验

等效原理是爱因斯坦广义相对论的基本假设之一.关于等效原理的研究及其实验证明,一直是人们关心和探索的热点问题.本文简要阐述等效原理的研究背景,通过对自由落体法和扭秤法检验等效原理的详细介绍来具体讨论等效原理的实验检验.     

时域积分方程数值求解中自项的修正方法

提出了一种修正二维瞬态散射问题中矢量势自项(selfterm)的计算方法.在传统方法中,矢量势用三维格林(Green)函数表示,其中在自项计算中通常忽略同一面块上的源点和场点之间的时间延迟,修正方法中引入了这种时间延迟.并进行了数值实验.这种修正传统方法对开结构瞬态散射问题的电场积分方程能得到稳定的解.