其实天文:水星的近日点的进动与相对论有什么关系的问题并不复杂,但是又很多的朋友都不太了解相对论天文冷知识,因此呢,今天小编就来为大家分享天文:水星的近日点的进动与相对论有什么关系的一些知识,希望可以帮助到大家,下面我们一起来看看这个问题的分析吧!
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相对论的两个前提
狭义相对论的基本前提是:
1、狭义相对性原理(狭义协变性原理):一切的惯性参考系都是平权的。
2、光速不变原理:真空中的光速在任何参考系下是恒定不变的。
广义相对论的基本前提是:
1、广义相对性原理(广义协变性原理):任何物理规律都应该用与参考系无关的物理量表示出来。
2、爱因斯坦场方程(详见广义相对论条目):具体表达了时空中的物质(能动张量)对于时空几何(曲率张量的函数)的影响。
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狭义相对论的重点是基于光速不变带来的一系列新变化,从原子弹到祖父悖论都和狭义相对论有关,同时也直截了当的表示任何有质量的物体都不能加速到光速。但狭义相对论并没有将引力考虑在内,因此爱因斯坦开始着手准备广义相对论。
长期以来牛顿的万有引力一直被认为认为是正确的,而事实上牛顿的万有引力只在低速宏观状态下有效,也正因为如此现实生活中仍然大规模应用牛顿的万有引力,毕竟现实足够低速也足够宏观。
爱因斯坦的广义相对论创造性的把物质和空间联系到一起,所谓的引力不过是大质量物体对空间造成的扭曲,而小质量物体绕着大质量物体旋转的背后就是空间的几何跌落,宇宙空间本身就是一张大膜,天体不过是质量不同的小钢珠。
广义相对论可以看作是牛顿万有引力的升级版,尽管这个升级版还没像牛顿万有引力一样广泛应用在生活中,但天文观测已经确定广义相对论的正确性,黑洞和引力透镜以及前些年发现的引力波都是证据。
狭义相对论中说明了速度越快时间越慢,事实上广义相对论表明在强引力场下时间的流逝速度也会变慢,通俗的说就是黑洞周围的时间要比地球上过的慢。
相对论主要是干什么用的
相对论与我们生活相关的恐怕只有一个,就是GPS、北斗的卫星定位了。卫星定位要求精度极高极高。
狭义相对论来看,从地球看卫星,卫星的时间慢了7微秒左右。
广义相对论来看,地球表面时空弯曲最大,时间非常慢,在高空卫星比地球表面快45微秒
两者相加后,高空卫星仍然比地球快了38微秒。卫星的时间要求在“纳秒”,38微秒=38000纳秒,如果不用相对论校正卫星的时间,一天会造成10公里以上误差。
相对论其它用途就是与我们生活无关,宇宙学与天文学等。
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相对论和量子力学的提出给物理学带来了革命性的变化,它们共同奠定了现代物理学的基础。相对论极大地改变了人类对宇宙和自然的“常识性”观念,提出了“同时的相对性”、“四维时空”、“弯曲时空”等全新的概念。
人们对于物理理论的分类有了一种新的认识——以其理论是否是决定论的来划分经典与非经典的物理学,即“非经典的=量子的”。在这个意义下,相对论仍然是一种经典的理论。
广义相对论包括如下几条基本假设。:
广义相对性原理(广义协变性原理):任何物理规律都应该用与参考系无关的物理量表示出来。用几何语言描述即为,任何在物理规律中出现的时空量都应当为该时空的度规或者由其导出的物理量。
爱因斯坦场方程(详见广义相对论条目):它具体表达了时空中的物质(能动张量)对于时空几何(曲率张量的函数)的影响,其中对应能动张量的要求(其梯度为零)则包含了上面关于在其中做惯性运动的物体的运动方程的内容。
相对论主要在两个方面有用:一是高速运动(与光速可比拟的高速),一是强引力场。
1在医院的放射治疗部,多数设有一台粒子加速器,产生高能粒子来制造同位素,作治疗或造影之用。氟代脱氧葡萄糖的合成便是一个经典例子。由于粒子运动的速度相当接近光速(0.9c-0.9999c),故粒子加速器的设计和使用必须考虑相对论效应。
天文:水星的近日点的进动与相对论有什么关系
对水星近日点进动的计算实际上主要是根据牛顿定律进行,结果是每世纪=5﹐557.62角秒的进动﹐其中的90%是由坐标系的岁差引起﹐其余的部分是由其他行星﹐特别是金星﹑地球和木星的摄动引起的﹔而实际观测值为=5﹐600.73角秒﹐二者相减得每世纪43.11角秒。根据牛顿万有引力定律计算的水星近日点进动值与观测值的分歧。1859年﹐法国天文学家勒威耶发现水星近日点进动的观测值﹐比根据牛顿定律算得的理论值每世纪快38﹐并猜测这可能是一个比水星更靠近太阳的水内行星吸引所致。可是经过多年的辛勤搜索﹐这颗猜测中的行星始终毫无踪影。纽康测定这个值为每世纪43。他提出﹐这可能是那些发出黄道光的弥漫物质的阻尼所造成的。但是﹐这种假设又不能解释其他几颗行星的运动。于是纽康就怀疑万有引力定律中的平方反比规律有问题。为了能同时解释几颗内行星的实际运动﹐纽康求出了引力应与距离的2+1.574×10次方成反比。十九世纪末﹐电磁理论发展的早期﹐韦伯﹑黎曼等人也都曾试图用电磁理论来解释水星近日点的进动问题﹐但均未能得出满意的结果。1915年﹐爱因斯坦发表了著名的广义相对论﹐成功地解释了这个问题。根据广义相对论﹐行星公转一圈后近日点进动为﹕式中c为光速﹐T﹑a﹑e分别为轨道周期﹑半长径和偏心率。对于水星﹐此值与牛顿万有引力定律所得的差值为每世纪43.03秒。这与观测值十分接近﹐成为天文学对广义相对论的最有力的验证之一。但是,这里仍存在两个问题:首先,根据牛顿定律,水星近日点应有每世纪ΔωN=5,557.62角秒的进动,其中的90%是由坐标系的岁差(见岁差和章动)引起,其余的部分是由其他行星,特别是金星、地球和木星的摄动引起的;而实际观测值为ΔωO=5,600.73角秒,二者相减得每世纪43.11角秒。因此,岁差常数的任何微小变动,如有万分之一的变动,都会直接影响到对广义相对论的验证,而这种变化是完全可能的。其次,影响水星近日点进动的因素很多,任何一个微小的因素,例如太阳的扁率,对它都有直接影响。因此,这个问题尚需继续研究
爱因斯坦的相对论名言
1、在真理和认识方面,任何以权威者自居的人,必将在上帝的戏笑中垮台!
2、真相其实只是一个幻象,虽然这个幻象相当顽固。
3、启发我并永远使我充满生活乐趣的理想是真、善、美。
4、在天才和勤奋之间,我毫不迟疑地选择勤奋,它几乎是世界上一切成就的催生婆。
5、人生的价值,应当看他贡献什么,而不应当看他取得什么。
6、我认为只有大胆的投机,而不是信息的积累才能把我们往前推。
7、真理就是在实践面前站得住脚的东西。
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