广义相对论课堂4引力红移时间膨胀应用检验和推论ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,广义相对论课堂,4,引力,红移,/,时间膨胀应用、检验和推论,201,2,.,9,.,2,0,广义相对论课堂4引力红移/时间膨胀应用、检验和推论2012,1,怎么判别你的宇航船是否到达黑洞附近？,加速？,潮汐？,星光？,怎么判别你的宇航船是否到达黑洞附近？加速？,2,(2)、,FF,观点！,auxiliary clock辅助钟推导,FFF观点！,t坐标时，固有时,V相对,两条世界线套,（平移=静态）,(2)、FF观点！auxiliary clock辅助钟推导,3,活动,1,：牛顿苹果,=,你扔钟,SR,运动学时间膨胀,=,动钟变慢,哪个是动钟？,=,反过来为什么不对？,漏洞？加速钟原理、局域,机械能守恒,低速近似,推导结果,dt,为什么相等？脉冲,FFF,观点！,一阶近似展开,推导结果，比较第,1,种方法,活动1：牛顿苹果=你扔钟SR运动学时间膨胀=动钟变慢,4,2,、,加速系等效引力场 活动,2,：,g or g,？,Nonrel牛顿运动学 enough,2、加速系等效引力场 活动2：g or g？Nonrel,5,Ned WrightRelativity Tutorial,第,12,页,H,水平！不要混淆于实际三维空间上下,或逆时针转,90,度,左图：匀加速（向上）世界线,Ned WrightRelativity Tutorial,6,活动3：混合感觉,从来没考虑过加速系时间过程,抽象vs信号联系,矛盾有理,Landau What is relativity,活动3：混合感觉从来没考虑过加速系时间过程,7,理论进化=对应原理自由下落钟相对引力场固定钟静止,什么是固定？,静态源中心or表面一点,某时刻某点,=,某事件相对静止,运动态,理论进化=对应原理自由下落钟相对引力场固定钟静止什么是固,8,加速改变钟走时率？,引力场：实际固定未相对运动,双生子佯谬,加速钟原理总要转化为惯性钟，物理原理非数学极限！,加速改变速度同时线递升同时差+不变性原理,非基本相互作用emerging phenomaentropic、holographic,加速改变钟走时率？引力场：实际固定未相对运动,9,为什么不能直接测量有引力相比无引力的钟走时率,变化,信念or区分不同物理机制,Weinberg,(3.5.1)and.(3.5.2),式Hartle 7.6,测量仪器和对象耦合,范式同样此原因,为什么不能直接测量有引力相比无引力的钟走时率变化信念or区,10,活动4：列表比较三种推导,固定？,信号？,牛顿or SR？,近似？,简繁,活动4：列表比较三种推导固定？,11,什么是固定？,Galileo相对性,某时刻某位置=某事件,运动态,什么是固定？Galileo相对性,12,都要信号联系！虚假？,光、电磁波频率红移或蓝移检验,半衰期数数目例题6.1,都要信号联系！虚假？光、电磁波频率红移或蓝移检验,13,三种推导中限制性条件分别如何体现？,1、valid to lowest order in the gravitational field strength.,2、if the potential,is time dependent and changes appreciably in the time needed to send the signal from one clock to the other,then fails.,三种推导中限制性条件分别如何体现？1、valid to,14,记忆法,红移地球观者观测星光,爬出势阱习题6.8损失能量频率下降=红移,在深势阱中被引力拖慢引力时钟变慢,高势时间膨胀N=T,记忆法红移地球观者观测星光,15,光线一定要径向发射吗？偏折,红移会变化？,光线一定要径向发射吗？偏折红移会变化？,16,意义:,引力对钟无影响，但不同地点差异（不是潮汐力！常引力场）时间弯曲=时空弯曲；,不同地点怎么比较：,信号、反之实际中G+SR两钟相遇引力场中双生子,意义:引力对钟无影响，但不同地点差异（不是潮汐力！常引力,17,思路概念图,应用2例,检验1,思路概念图应用2例,18,应用、检验,一般非固定=运动,应用、检验一般非固定=运动,19,应用,实验验证,无穷远,例题6.2,时空图中t vs 时空图固有时,赋予坐标！,应用实验验证,20,从基本原理到应用和检验最原始直接最方便实际,引力场静止运动,钟尺网格雷达回波,从基本原理到应用和检验最原始直接最方便实际引力场静,21,引力场中的动钟,相对于固定钟？谁膨胀谁变慢？,相对于自由下落钟FFF,被研究的指定钟总是固有时,引力场中的动钟相对于固定钟？谁膨胀谁变慢？,22,因子叠乘一正一负,因子叠乘一正一负,23,引力时间膨胀,不同地点=固定,限制条件（静态+近似）,对应原理+加速钟原理,引力时间膨胀不同地点=固定,24,不同地点，但非固定运动,引力场中任意钟走时率比较,引力运动学,不同地点，但非固定运动引力场中任意钟走时率比较引力运,25,分解=LorentzEinstein=运动学引力,V=0,总是竞争？,Feynman火箭、习题6.10,Box6.2、习题6.14,分解=LorentzEinstein=运动学引力,26,Feynman火箭问题,地面钟,指定时间内回来更快,尽可能多走时更高,简化为匀加速,Feynman火箭问题地面钟,27,极值衰老原理extremal aging principle,极值衰老原理extremal aging principl,28,时空度规理论,静态弱场,static weak field=两个限制条件！,Weiberg 第3.4节,时空度规理论静态弱场static weak field=,29,唯一工业应用极端重要,GPS,唯一工业应用极端重要GPS,30,走时率比例差异,rate单位时间？事件？,表达,走时率比例差异rate单位时间？事件？,31,