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爱因斯坦的相对论是怎么被验证的到现在悉数取得验证了吗

2019-12-10 02:02:57  阅读:9999 作者:责任编辑NO。蔡彩根0465

相对论

爱因斯坦的相对论分为狭义相对论和广义相对论。狭义相对论是1905年提出的,而广义相对论是1915年提出的,距今已经有100多年的时刻了。那这两个理论都被验证了吗?

想要了解是不是被验证了,咱们首要要搞清楚相对论究竟说了什么?

首要,狭义相对论其实是建立在光速不变原理和相对性原理之上的理论。爱因斯坦一致了时刻和空间,以为时刻和空间不该该被分立来看,而应该是结合起来看,并称为时空。

简略来说,其实狭义相对论研讨的便是惯性参考系或者说平直时空(匀速运动的状况)的运动规则。

这个理论有几个揣度,比方:时刻胀大效应、尺缩效应、一起性的相对性等等。而广义相对论则研讨的是曲折时空的或者说对错惯性参考系下(加速运动的状况)的运动规则。

一起,爱因斯坦经过等效原理将加速运动和引力场一致了起来,而且,他提出了引力的实质是时空的曲折。月亮绕着地球转是由于地球压弯了周围的时空,月球沿着时空的测地线在运动。

以上这些实践上便是相对论内容的极度精简版别。这儿要多说一句,或许你会问,那相对论和牛顿力学、万有引力定律有啥不一样的差异?

实践上,咱们咱们可以这么说,牛顿力学所描绘的是微观低速的时刻,也便是速度比较慢,引力比较小的状况。至于相对论其实便是兼容了牛顿力学和万有引力定律。在低速,引力小的国际里,牛顿理论其实便是相对论的近似解,而相对论更凶猛的当地在于它适用面更高,它可以适用于高速和引力较大的标准。

相对论的验证

大致了解了相对论之后,咱们聊一聊关于相对论验证的问题。

实践上,相对论刚被提出来时,许多物理学家是有点摸不着头脑的。并不像咱们幻想中的那样,爱因斯坦一会儿震动全国际。事实上,爱因斯坦提出狭义相对论时,仅仅引起了一小撮科学家的留意。后来爱因斯坦提出广义相对论,也没引起许多人在重视。爱因斯坦也一向在找寻辅佐来帮他进行验证。当然,要验证相对论并不简单。

首要验证相对论的是爱丁顿,他带团队去验证的是广义相对论的内容。

当光线从引力场边经过期,牛顿和爱因斯坦的理论都预言了光线会发作偏折,只不过爱因斯坦和牛顿理论的预言是有差异的,因而,只需经过观测看一下谁预言得更准就可以高低立判了。

可是,咱们要知道的是只要引力场比较强时,偏转才显着,因而,只要拿恒星来做这个试验是比较适宜的,可是恒星自身又发光。因而,欠好进行判别。爱丁顿选用的便是日全食的时分,这样一个时刻段进行观测,就有或许拍摄到想要的成果。

爱丁顿观测之后,经过数据剖析,终究得到了爱因斯坦预言愈加准确的成果。(当然,这傍边有一些插曲,不过终究仍是爱因斯坦预言愈加准确。)所以,爱因斯坦一会儿名震全国际,而这时已经是1919年了。

至于狭义相对论的验证,其实便是很杂乱的,所以科学家花了很长时刻才证明了。首要,狭义相对论的中心其实是一起性的相对论。意思是说,不同参考系下的人看到的同一件工作,或许他们看到的时刻是不同的。这是由于运动状况自身就会影响时空。所谓的时刻胀大,尺缩效应实践上都是这样形成的。

详细的验证试验中,最有名的当属μ子试验。要知道它是一向很不安稳的粒子,因而,很简单发作衰变,衰变成一个反电子中微子、一个μ子中微子以及一个电子。μ子的半衰期是2.2奇妙。意思是说,假如你有一堆μ子,那数量折半则需求2.2奇妙的时刻。

依照狭义相对论,假如μ子运动速度足够快,那就会发生时刻胀大效应,因而,半衰期也就会变长。所以,科学家就使用这个原理来做试验,成果真的验证了爱因斯坦狭义相对论的正确。

当然,并不止这两个试验,关于相对论的验证试验实践上有许多,这也是为什么相对论可以成为干流科学理论的原因。

最奇特的是相对论的一些预言,现在看来真的是特别准。首要,广义相对论中有个引力场方程。这个方程预示着世界在胀大。

后来,这一点也被哈勃观测所证明,当然,这儿弥补一点,爱因斯坦并没有预言,而是叫做弗里德曼和勒梅特的两位科学家经过这个方程预言的。而这也是世界大爆炸的根底。

除此之外,这个方程还预言了黑洞的存在,这相同也不是爱因斯坦做出来的,而是最早由史瓦西经过引力场方程推导而来。现在,咱们都可以给黑洞绘制成图画了。

最终便是前几年探测到的引力波了,这其实是爱因斯坦预言的,当然这中心也有一些曲折。

所以,底子不是验证没验证相对论的事,相对论不只被验证了,乃至所预言的一切都准确无比。

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