愛因斯坦的廣義相對論在說什麼？

廣義相對論描述了物質與空間、運動與時空之間的微妙聯絡，揭示了引力的本質。

1905年，愛因斯坦提出了狹義相對論，狹義相對論的時空觀顛覆了經典的時空觀，但狹義相對論有乙個非常大的缺陷，那就是它只能描述慣性系，而不能描述非慣性係。

在狹義相對論的主要工作完成後，愛因斯坦開始將相對論擴充套件到非慣性係，就在愛因斯坦沉思的時候，乙個想法在他腦海中閃過——電梯思想實驗。

電梯思想實驗：想象一座摩天大樓，一部電梯從頂層下降，突然電梯電纜斷裂，電梯開始做自由落體; 此時，電梯裡的人就好像不受任何力的影響，電梯的參照系是非慣性係。

這個念頭在愛因斯坦的腦海中一閃而過，但愛因斯坦敏銳的洞察力看到了其中的廣義相對論，愛因斯坦後來稱這個念頭的閃現是他一生中最快樂的時光。

從電梯思想實驗中，愛因斯坦領悟了廣義相對論的重要原理——等效原理，它指的是引力場和適當的加速度場的等價性，也可以說“慣性質量等於引力質量”。

等效原理是廣義相對論的兩個基本原理之一，另乙個是廣義相對論原理。 1915年，愛因斯坦得到了廣義相對論的場方程，這也是廣義相對論的核心方程

方程是對物質作用的數學描述，方程的左邊是物質的分布，等式的右邊是時空的曲率，即物質告訴時空如何彎曲，彎曲的時空告訴物質如何運動，所以引力在相對論中被幾何化了， 而萬有引力的本質是時空的曲率。

事實上，愛因斯坦原來的引力場方程也有乙個宇宙學常數項，因為去掉宇宙學常數項的方程把宇宙描述為不穩定的，而愛因斯坦為了消除這個不穩定性，加上了宇宙學常數項。

但後來的天文學家發現，宇宙正處於膨脹的過程中，而宇宙本身並不是靜止的，於是愛因斯坦去掉了宇宙學常數項，並表示引入宇宙學常數項是他一生中犯的最大錯誤。

如果愛因斯坦從一開始就沒有包括宇宙學常數項，也許他會預言宇宙正在膨脹，這絕對是乙個偉大的理論預言，但不幸的是，愛因斯坦在這裡犯了乙個錯誤。

為了解釋宇宙膨脹的原因，當代天文學引入了“暗能量”的概念，有科學家指出，暗能量可能是由愛因斯坦提出的宇宙學常數項引起的，因此宇宙學常數項似乎有復活的跡象。

愛因斯坦的廣義相對論到底是什麼？

阿爾伯特·愛因斯坦提出了廣義相對論，它簡單地描述了物質與空間、運動與時空之間的微妙聯絡，揭示了萬有引力的本質問題。

1. 光速的絕對性——在任何慣性坐標系中都是相同的值（所有觀察者看到的光速都是相同的）。

2.相對論原理——所有物理定律在任何慣性坐標系中都是不變的（相對運動慣性坐標系中的不同觀察者無法通過任何實驗來決定誰在運動，誰在靜止）。

廣義相對論描述了物質與空間、運動與時空之間的聯絡，揭示了引力。

我知道物質和空間，但對其他的我真的知之甚少。

愛因斯坦的廣義相對論在各個方面都非常廣泛。

狹義相對論又稱狹義相對論，廣義相對論又稱廣義相對論。

狹義相對論僅限於相對論，相對論討論了慣性系的情況。 牛頓的時空觀是，空間是乙個直線的、各向同性的、點各向同性的三維空間，時間是獨立於空間的單一維度（因此是絕對的）狹義相對論認為，空間和時間不是相互獨立的，而是乙個統一的四維時空整體，不存在絕對的空間和時間。

在狹義相對論中，時空作為乙個整體保持平坦、各向同性和點各向同性，這是相當於“全球慣性系”的理想條件。 狹義相對論以真空中的光速為常數作為基本假設，結合狹義相對論原理和上述時空性質可以推導出洛倫茲變換。

廣義相對論是阿爾伯特·愛因斯坦於 1915 年發表的理論。 阿爾伯特·愛因斯坦提出了“等效原理”，該原理指出引力和慣性力是等效的。 這個原理是基於引力質量與慣性質量的等價性（目前實驗已經證實，在10 12的精度範圍內仍看不到引力質量和慣性質量之間的差異）。

根據等效原理，愛因斯坦將狹義相對論原理推廣到廣義相對論原理，即物理定律的形式在所有參考係中都是不變的。 物體的運動方程是該參考係中的測地線方程。 測地線方程與物體本身的固有屬性無關，而只取決於時空的區域性幾何屬性。

引力是時空幾何特性的表現。 物質質量的存在會引起時空的彎曲，其中物體仍然沿著最短的距離運動（即沿著測地線——在歐幾里得空間中，它是直線運動），例如地球在彎曲時空中的測地線運動是由太陽引起的，它實際上是圍繞太陽旋轉的，從而產生引力效應。 就像在地球的曲面上一樣，如果它沿直線移動，它實際上會繞著地球表面的大圓圈行走。

房東，你錯了，日食的探測驗證了廣義相對論的另乙個基本推論：引力場中光線的彎曲。 這個實驗發生在第一次世界大戰結束後。

1911年，阿爾伯特·愛因斯坦（Albert Einstein）在他的文章《引力對光傳播的影響》中討論了光線在經過太陽附近時會彎曲，這是由於太陽的引力。 他計算了赤緯角，並指出這種現象可以在日全食中觀察到。 1914年，德國天文學家弗勞德（團隊組長）於當年8月前往克里公尺亞半島觀測日全食，但由於第一次世界大戰的爆發，觀測無法進行。

值得慶幸的是，由於愛因斯坦當時只考慮了等效原理，所以計算量小了一半。 1916年，愛因斯坦根據完全廣義相對論重新計算了引力場中光線的彎曲度。 他不僅考慮了太陽引力的作用，還考慮了太陽質量引起的空間幾何形狀，光線的赤緯角為：

1″.75R0 R，其中 R0 是太陽的半徑，r 是光線到太陽中心的距離。

在1919年的日全食期間，英國皇家學會和皇家天文學會派出了由愛丁頓等人率領的兩次探險隊，分別前往西非畿內亞灣的普林西比島和巴西的索布拉爾島。 經比較，兩地觀測值為161±0″.

30 和 198±0″.12。

當時測得的赤緯資料與愛因斯坦的理論預測基本一致。 這種觀察的準確性太低，也可能受到其他因素的干擾。 人們一直在尋找日全食之外的可能性。

20世紀60年代發展起來的射電天文學帶來了希望。 類星體的無線電源是用射電望遠鏡發現的。 1974年和1975年對類星體的觀測結果與理論值和觀測值的偏差不超過百分之一。

通俗地說，當以非常高的速度運動時，物質的質量和經過的時間會因為這種高速而發生變化。

愛因斯坦的廣義相對論指出，空間和時間的性質不僅取決於物質的運動，還取決於物質本身的分布！

在狹義相對論的基礎上，愛因斯坦利用“思想實驗”，根據同一物體的慣性質量（牛頓第二定律確定的質量）和引力質量（萬有引力定律確定的質量）總是相等的實驗事實得出了重要結論： 觀察者在加速系統中看到的所有物理現象都等同於靜止觀察者在引力場中看到的物理現象。例如，如果公升降機在重力空間中以與地球重力加速度相同的加速度上公升，則機器中的觀察者將觀察到與站在地面上觀察自由落體運動的人相同的下落定律。

這時，畫面中的人可以假設物體的下落是力（慣性力）的結果。 愛因斯坦引入了等效原理，即小體積內的引力和一定加速度系內的慣性力是相等的，同時將狹義相對論原理推廣到廣義相對論原理，即物理的基本定律甚至自然定律對於任何參考係都是相同的， 具有相同的數學形式。基於這兩個原理的理論，適用於所有參考係，稱為廣義相對論。