翘曲空间爱因斯坦方程

发布网友 发布时间：2024-09-29 09:35

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热心网友 时间：2024-10-19 07:08

自爱因斯坦的预言被首次验证以来，物理学家对于研究张量理论的兴趣被极大地激发。这一观点源自A.Whitehead在1920年的观察。

所有物理理论都有其核心方程，其中最为著名的是爱因斯坦引力场方程。这个方程揭示了时空如何因引力源的性质和运动而变形：物质决定时空如何弯曲，而弯曲的时空又规定物质如何运动。爱因斯坦方程的复杂性超越了传统的力和加速度概念，它涉及到的距离和时间间隔都是张量，每个张量就像一个多栏的表格，包含了关于几何和物质的详尽信息。

引力作用于物质的机制比电力更为复杂，这就需要更复杂的数学工具，如张量，它比标量（单一数值）和矢量（三个分量）更丰富。在牛顿理论中，引力源仅由固着于物体的纯数——引力质量来描述。而在广义相对论中，所有形式的能量都与质量等价，运动的物体其动能也会增加引力效应。描述引力源需要“能量-动量张量”，它结合了静止能量和动量矢量，来全面反映物体的引力影响。

更为惊人的是，描述时空曲率的曲率张量需要20个数来刻画每一点的变形。时空的几何扭曲涉及到“曲率张量”，其复杂性随维度增加而增加。爱因斯坦方程的核心在于描述曲率张量与能量-动量张量之间的关系，它们被等式两侧平衡：物质塑造曲率，而曲率驱动物质的运动。

尽管我们无法详尽解析爱因斯坦方程，它所包含的丰富性使得许多理论宇宙的可能性无穷无尽。这可能带来一定的挑战，但并不意味着它预测的只是难以观测或超越理解的现象。相反，爱因斯坦的广义相对论从太阳系开始，通过近似的解，成功预测了无法用牛顿引力定律解释的观测现象，如光线在太阳附近弯曲和水星轨道的异常。

在某些特定情况下，爱因斯坦方程的精确解能够很好地描述宇宙的局部区域，例如恒星周围或黑洞附近，以及在大尺度上，星系均匀分布的宇宙。这使得广义相对论成为宇宙学的基础，研究宇宙的整体形状和演化。引力波的预言，相当于电磁学中的麦克斯韦方程，但直到21世纪，才在实验上得以证实。

做时空转换时所经历的空间。一张纸上的两个点，之间的距离记作a。如果你把纸弯曲使这两个点重合那么现在这两个点的距离就是0，而不是刚开始的纸面上的距离a。这就是空间翘曲。可以进行瞬间移动。现在的科技水平无法实现。这样使扭曲的空间就是翘曲空间。