引力场与弯曲时空

上上 页页下下 页页结结 束束返返 回回第十二章第十二章 相对论简介相对论简介12.6 引力场与弯曲时空引力场与弯曲时空 由于惯性力和引力等效，广义相对论实质由于惯性力和引力等效，广义相对论实质是关于引力场的理论是关于引力场的理论.在广义相对论中，引力的在广义相对论中，引力的唯一效果即引起背景时空的弯曲唯一效果即引起背景时空的弯曲.任何质量都使它周围的空间区域产生弯曲，任何质量都使它周围的空间区域产生弯曲，以使所有自由运动的物体都循着弯曲路径行进以使所有自由运动的物体都循着弯曲路径行进.在广义相对论中，爱因斯坦从等效原理出发，在广义相对论中，爱因斯坦从等效原理出发，论证了有引力场存在的四维物理时空是弯曲的论证了有引力场存在的四维物理时空是弯曲的黎黎曼空间曼空间.上上 页页下下 页页结结 束束返返 回回第十二章第十二章 相对论简介相对论简介1.引力场的空间弯曲引力场的空间弯曲 K系：即实验室系系：即实验室系K 系：与盘边缘系：与盘边缘PP点相连的局惯系点相连的局惯系研究的问题：研究的问题：两参考系中测量圆周长两参考系中测量圆周长分别在两个参考系中测量圆盘半径分别在两个参考系中测量圆盘半径以转盘为例说明以转盘为例说明rr 径向无相对运动径向无相对运动分别在两个参考系中测量圆盘周长（尺子沿长度分别在两个参考系中测量圆盘周长（尺子沿长度方向有速度方向有速度收缩收缩）.Pr 上上 页页下下 页页结结 束束返返 回回第十二章第十二章 相对论简介相对论简介结论结论2 rg .引力场使空间弯曲，引力场使空间弯曲，场愈强弯曲愈烈场愈强弯曲愈烈.K是非惯性系，存在惯性力场和引力场等效是非惯性系，存在惯性力场和引力场等效,等效的等效的引力场强大小是引力场强大小是 221crll rl2 rl2 由洛仑兹变换可得由洛仑兹变换可得上上 页页下下 页页结结 束束返返 回回第十二章第十二章 相对论简介相对论简介2.引力场的时空弯曲引力场的时空弯曲引力场中光线的弯曲引力场中光线的弯曲在加速参考系中看到在加速参考系中看到的光线是弯曲的！的光线是弯曲的！匀加速参考系等效匀加速参考系等效于均匀引力场于均匀引力场引力使光线弯曲引力使光线弯曲g上上 页页下下 页页结结 束束返返 回回第十二章第十二章 相对论简介相对论简介3.爱因斯坦引力场方程爱因斯坦引力场方程 acacTG8 Tac是依赖于物质分布及运动的张量，是依赖于物质分布及运动的张量，Gac是描述时空弯曲性质的曲率所决定的张量。是描述时空弯曲性质的曲率所决定的张量。