第132章 相对论(完成某人给的任务)(1 / 2)

相对论(Theoryofretivity)是由爱因斯坦创立的关于时空和引力的物理学理论,提出了“同时的相对性”“四维时空”“弯曲时空”等概念。

相对论依其研究对象的不同可分为狭义相对论和广义相对论。前者的背景时空是平直的,其曲率张量为零;而后者的背景时空是弯曲的,其曲率张量不为零。

相对论的一个非常重要的结果是质量与能量之间的关系。爱因斯坦假设,光速对每个人来说应该显得是相同的,这意味着没有什么能移动得比光更快。事实上,随着能量被用于使一颗粒子或者一艘宇宙飞船加速,这种对象的质量就会增加,使它更难于增加任何速度。使这颗粒子的速度增加到与光速一样是不可能的,因为这需要无穷的能量,爱因斯坦的著名方程式E=c2总结了质量和能量的这种等效--这或许是在街头得到承认的唯一物理学方程式。

这个定律的后果之一是,如果一个铀原子的核裂变(分裂)成两个全部质量略小的核,就能释放巨大的能量。1939年,随着第二次世界大战的临近,一群认识到这一点的含义的科学家说服爱因斯坦克服其和平主义犹豫,给罗斯福总统写了一封信,敦促美国开始实行一项核研究计划。这导致曼哈顿计划以及1945年在广岛上空爆炸的原子弹的问世。一些人把原子弹归咎于爱因斯坦,因为他发现了质量与能量之间的关系。但是,这就像因为造成飞机坠毁的引力而责备牛顿。爱因斯坦没有参与曼哈顿计划,并且对摧毁广岛的核爆炸感到震惊。

虽然相对论非常符合支配电学和磁学的定律,但它不符合牛顿的万有引力定律。牛顿定律说,如果你改变某个空间区域的物质分布,你就会立即感觉到宇宙中别处的引力场的变化。这不仅意味着你能以高于光速(这是相对论认为不可能的)的速度发送信号,而且需要"绝对时间"或者"普遍时间"的存在--主张个人时间或者相对时间的相对论已经彻底批驳了"绝对时间"或者"普遍时间"的存在。

1912年,当爱因斯坦回到苏黎世后,他突然灵机一动。他认识到,如果在现实的几何学中存在某种平等交换,引力与加速之间的等效就可能起作用。如果空时--爱因斯坦发明的一种存在,包括熟悉的空间三维和第四维时间--是弯曲的,而不像曾经设想的那样是平坦的,那会怎么样。他设想,质量和能量可能以某种有待确定的方式使空间变得扭曲。诸如苹果或者行星等物体可能努力以直线方式穿越时空,但因为时空是弯曲的,它们的移动路线可能因为引力场而显得弯曲。