引力场和时空分别指什么?它们之间有什么区别?

严格来说,引力场和时空是两个不同的概念。本文将简要介绍这两点知识点。

什么是引力场?

在物理学中,引力场是一个模型,用于解释大型物体延伸到自身周围空间的效果以及另一个质量物体施加的力。因此,引力场用于解释引力现象并计算每千克质量产生多少牛顿的重力。在最初的概念中,引力是点质量之间的力量。在艾萨克牛顿(Isaac Newton)之后,皮埃尔西蒙拉普拉斯(Pierre-Simon Laplace)试图将引力解释为辐射场或流体,但自19世纪以来,人们一直使用场模型来解释引力而不是粒子之间。有吸引力的。

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图:万有引力导致行星在自己的轨道上绕太阳运行

在场模型中,不是两个粒子直接相互吸引,而是粒子通过它们的质量扭曲了空间和时间[实现两者的相互吸引],这种时空变形被视为一种“力”。在这样的模型中,我们可以将引力现象视为材料在空间和时间曲率的作用下以某种方式移动的趋势。因此,可以说没有所谓的“引力”,或者可以说引力本身就是一种想象力。

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图:在距离600公里(模拟)的银河系背景下观看太阳质量十倍的黑洞

什么是时间和空间?

在物理学中,术语时空是一种数学模型,用于描述向三维空间添加时间维度,然后将它们融合在一起以形成四维连续整体。时空图可用于可视化相对论效应,例如为什么不同的观察者对同一事件发生的位置和时间有不同的看法。 [观察者之间的时空坐标是不同的,因此对同一事件进行了不同的观察。结果】。

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图:相对论喷射

直到20世纪初,人们总是认为宇宙的三维几何[以坐标,距离和方向表达的空间表达]独立于时间维度而存在。然而,在1905年,阿尔伯特爱因斯坦基于两个假设创造性地提出了狭义相对论:(1)所有惯性系统(即非加速参考系统)的物理定律都没有改变。 (2)无论光源的运动如何,所有观察者的真空中的光速都是相同的。

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图:标准配置中两个参考系统的伽利略图

这两个假设相结合的逻辑结论是,那时仍然被认为是独立的时间和空间必须合并为一个,成为一个具有四个维度的牢不可破的时空整体。这导致了许多违反直觉的结论:除了独立于光源的运动之外,无论参考帧如何,光速都将具有相同的值;在不同的惯性参照系中,会发生事件的距离甚至时间顺序。发生变化(这是同时性的相对性质);速度的线性可加性不再正确。

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图:伽利略时空和速度成分

爱因斯坦在动力学的基础上建立了他的理论。他的理论是洛伦兹1904年提出的电磁现象理论和庞加莱电动力学理论的突破。虽然这些理论包含与爱因斯坦(洛伦兹变换)引入的方程相同的方程,但它们本质上是用于解释各种实验结果的特殊模型,包括着名的迈克尔逊 - 莫利干涉仪。实验中,这些实验极难融入现有的范例。

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图:重力探针B确认存在重力磁力。

1908年,在苏黎世学习的年轻爱因斯坦老师的数学教授Hermann Minkowski提出了狭义相对论的几何解释,它将时空的三维空间合并为一个四维连续的身体,当前的Minkowski空间。这种解释的一个重要特征是时空间隔的正式定义。尽管事件之间的距离和时间的测量在不同的参考系中是不同的,但是时空间隔与用于观察它们的惯性参考系无关。

Minkowski对相对论的几何解释对爱因斯坦在1915年提出的广义相对论的发展至关重要。在广义相对论中,他展示了质量和能量如何将这个平坦的时空弯曲成伪黎曼流形。

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什么是引力场?

在物理学中,引力场是一个模型,用于解释大型物体延伸到自身周围空间的效果以及另一个质量物体施加的力。因此,引力场用于解释引力现象并计算每千克质量产生多少牛顿的重力。在最初的概念中,引力是点质量之间的力量。在艾萨克牛顿(Isaac Newton)之后,皮埃尔西蒙拉普拉斯(Pierre-Simon Laplace)试图将引力解释为辐射场或流体,但自19世纪以来,人们一直使用场模型来解释引力而不是粒子之间。有吸引力的。

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图:万有引力导致行星在自己的轨道上绕太阳运行

在场模型中,不是两个粒子直接相互吸引,而是粒子通过它们的质量扭曲了空间和时间[实现两者的相互吸引],这种时空变形被视为一种“力”。在这样的模型中,我们可以将引力现象视为材料在空间和时间曲率的作用下以某种方式移动的趋势。因此,可以说没有所谓的“引力”,或者可以说引力本身就是一种想象力。

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图:在距离600公里(模拟)的银河系背景下观看太阳质量十倍的黑洞

什么是时间和空间?

在物理学中,术语时空是一种数学模型,用于描述向三维空间添加时间维度,然后将它们融合在一起以形成四维连续整体。时空图可用于可视化相对论效应,例如为什么不同的观察者对同一事件发生的位置和时间有不同的看法。 [观察者之间的时空坐标是不同的,因此对同一事件进行了不同的观察。结果】。

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图:相对论喷射

直到20世纪初,人们总是认为宇宙的三维几何[以坐标,距离和方向表达的空间表达]独立于时间维度而存在。然而,在1905年,阿尔伯特爱因斯坦基于两个假设创造性地提出了狭义相对论:(1)所有惯性系统(即非加速参考系统)的物理定律都没有改变。 (2)无论光源的运动如何,所有观察者的真空中的光速都是相同的。

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图:标准配置中两个参考系统的伽利略图

这两个假设相结合的逻辑结论是,那时仍然被认为是独立的时间和空间必须合并为一个,成为一个具有四个维度的牢不可破的时空整体。这导致了许多违反直觉的结论:除了独立于光源的运动之外,无论参考帧如何,光速都将具有相同的值;在不同的惯性参照系中,会发生事件的距离甚至时间顺序。发生变化(这是同时性的相对性质);速度的线性可加性不再正确。

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图:伽利略时空和速度成分

爱因斯坦在动力学的基础上建立了他的理论。他的理论是洛伦兹1904年提出的电磁现象理论和庞加莱电动力学理论的突破。虽然这些理论包含与爱因斯坦(洛伦兹变换)引入的方程相同的方程,但它们本质上是用于解释各种实验结果的特殊模型,包括着名的迈克尔逊 - 莫利干涉仪。实验中,这些实验极难融入现有的范例。

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图:重力探针B确认存在重力磁力。

1908年,在苏黎世学习的年轻爱因斯坦老师的数学教授Hermann Minkowski提出了狭义相对论的几何解释,它将时空的三维空间合并为一个四维连续的身体,当前的Minkowski空间。这种解释的一个重要特征是时空间隔的正式定义。尽管事件之间的距离和时间的测量在不同的参考系中是不同的,但是时空间隔与用于观察它们的惯性参考系无关。

Minkowski对相对论的几何解释对爱因斯坦在1915年提出的广义相对论的发展至关重要。在广义相对论中,他展示了质量和能量如何将这个平坦的时空弯曲成伪黎曼流形。

严格来说,引力场和时空是两个不同的概念。本文将简要介绍这两点知识点。

什么是引力场?

在物理学中,引力场是一个模型,用于解释大型物体延伸到自身周围空间的效果以及另一个质量物体施加的力。因此,引力场用于解释引力现象并计算每千克质量产生多少牛顿的重力。在最初的概念中,引力是点质量之间的力量。在艾萨克牛顿(Isaac Newton)之后,皮埃尔西蒙拉普拉斯(Pierre-Simon Laplace)试图将引力解释为辐射场或流体,但自19世纪以来,人们一直使用场模型来解释引力而不是粒子之间。有吸引力的。

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在场模型中,不是两个粒子直接相互吸引,而是粒子通过它们的质量扭曲了空间和时间[实现两者的相互吸引],这种时空变形被视为一种“力”。在这样的模型中,我们可以将引力现象视为材料在空间和时间曲率的作用下以某种方式移动的趋势。因此,可以说没有所谓的“引力”,或者可以说引力本身就是一种想象力。

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什么是时间和空间?

在物理学中,术语时空是一种数学模型,用于描述向三维空间添加时间维度,然后将它们融合在一起以形成四维连续整体。时空图可用于可视化相对论效应,例如为什么不同的观察者对同一事件发生的位置和时间有不同的看法。 [观察者之间的时空坐标是不同的,因此对同一事件进行了不同的观察。结果】。

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直到20世纪初,人们总是认为宇宙的三维几何[以坐标,距离和方向表达的空间表达]独立于时间维度而存在。然而,在1905年,阿尔伯特爱因斯坦基于两个假设创造性地提出了狭义相对论:(1)所有惯性系统(即非加速参考系统)的物理定律都没有改变。 (2)无论光源的运动如何,所有观察者的真空中的光速都是相同的。

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这两个假设相结合的逻辑结论是,那时仍然被认为是独立的时间和空间必须合并为一个,成为一个具有四个维度的牢不可破的时空整体。这导致了许多违反直觉的结论:除了独立于光源的运动之外,无论参考帧如何,光速都将具有相同的值;在不同的惯性参照系中,会发生事件的距离甚至时间顺序。发生变化(这是同时性的相对性质);速度的线性可加性不再正确。

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Minkowski对相对论的几何解释对爱因斯坦在1915年提出的广义相对论的发展至关重要。在广义相对论中,他展示了质量和能量如何将这个平坦的时空弯曲成伪黎曼流形。

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什么是时间和空间?

在物理学中,术语时空是一种数学模型,用于描述向三维空间添加时间维度,然后将它们融合在一起以形成四维连续整体。时空图可用于可视化相对论效应,例如为什么不同的观察者对同一事件发生的位置和时间有不同的看法。 [观察者之间的时空坐标是不同的,因此对同一事件进行了不同的观察。结果】。

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直到20世纪初,人们总是认为宇宙的三维几何[以坐标,距离和方向表达的空间表达]独立于时间维度而存在。然而,在1905年,阿尔伯特爱因斯坦基于两个假设创造性地提出了狭义相对论:(1)所有惯性系统(即非加速参考系统)的物理定律都没有改变。 (2)无论光源的运动如何,所有观察者的真空中的光速都是相同的。

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图:标准配置中两个参考系统的伽利略图

这两个假设相结合的逻辑结论是,那时仍然被认为是独立的时间和空间必须合并为一个,成为一个具有四个维度的牢不可破的时空整体。这导致了许多违反直觉的结论:除了独立于光源的运动之外,无论参考帧如何,光速都将具有相同的值;在不同的惯性参照系中,会发生事件的距离甚至时间顺序。发生变化(这是同时性的相对性质);速度的线性可加性不再正确。

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图:伽利略时空和速度成分

爱因斯坦在动力学的基础上建立了他的理论。他的理论是洛伦兹1904年提出的电磁现象理论和庞加莱电动力学理论的突破。虽然这些理论包含与爱因斯坦(洛伦兹变换)引入的方程相同的方程,但它们本质上是用于解释各种实验结果的特殊模型,包括着名的迈克尔逊 - 莫利干涉仪。实验中,这些实验极难融入现有的范例。

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图:重力探针B确认存在重力磁力。

1908年,在苏黎世学习的年轻爱因斯坦老师的数学教授Hermann Minkowski提出了狭义相对论的几何解释,它将时空的三维空间合并为一个四维连续的身体,当前的Minkowski空间。这种解释的一个重要特征是时空间隔的正式定义。尽管事件之间的距离和时间的测量在不同的参考系中是不同的,但是时空间隔与用于观察它们的惯性参考系无关。

Minkowski对相对论的几何解释对爱因斯坦在1915年提出的广义相对论的发展至关重要。在广义相对论中,他展示了质量和能量如何将这个平坦的时空弯曲成伪黎曼流形。

严格来说,引力场和时空是两个不同的概念。本文将简要介绍这两点知识点。

什么是引力场?

在物理学中,引力场是一个模型,用于解释大型物体延伸到自身周围空间的效果以及另一个质量物体施加的力。因此,引力场用于解释引力现象并计算每千克质量产生多少牛顿的重力。在最初的概念中,引力是点质量之间的力量。在艾萨克牛顿(Isaac Newton)之后,皮埃尔西蒙拉普拉斯(Pierre-Simon Laplace)试图将引力解释为辐射场或流体,但自19世纪以来,人们一直使用场模型来解释引力而不是粒子之间。有吸引力的。

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什么是时间和空间?

在物理学中,术语时空是一种数学模型,用于描述向三维空间添加时间维度,然后将它们融合在一起以形成四维连续整体。时空图可用于可视化相对论效应,例如为什么不同的观察者对同一事件发生的位置和时间有不同的看法。 [观察者之间的时空坐标是不同的,因此对同一事件进行了不同的观察。结果】。

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直到20世纪初,人们总是认为宇宙的三维几何[以坐标,距离和方向表达的空间表达]独立于时间维度而存在。然而,在1905年,阿尔伯特爱因斯坦基于两个假设创造性地提出了狭义相对论:(1)所有惯性系统(即非加速参考系统)的物理定律都没有改变。 (2)无论光源的运动如何,所有观察者的真空中的光速都是相同的。

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图:标准配置中两个参考系统的伽利略图

这两个假设相结合的逻辑结论是,那时仍然被认为是独立的时间和空间必须合并为一个,成为一个具有四个维度的牢不可破的时空整体。这导致了许多违反直觉的结论:除了独立于光源的运动之外,无论参考帧如何,光速都将具有相同的值;在不同的惯性参照系中,会发生事件的距离甚至时间顺序。发生变化(这是同时性的相对性质);速度的线性可加性不再正确。

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图:伽利略时空和速度成分

爱因斯坦在动力学的基础上建立了他的理论。他的理论是洛伦兹1904年提出的电磁现象理论和庞加莱电动力学理论的突破。虽然这些理论包含与爱因斯坦(洛伦兹变换)引入的方程相同的方程,但它们本质上是用于解释各种实验结果的特殊模型,包括着名的迈克尔逊 - 莫利干涉仪。实验中,这些实验极难融入现有的范例。

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