為什麼這篇時空扭曲原理鄉民發文收入到精華區:因為在時空扭曲原理這個討論話題中,有許多相關的文章在討論,這篇最有參考價值!作者condensed (我的冒險生活)看板EarthScience標題Re: [問題] 引力是所謂...
時空扭曲原理 在 又曦 Instagram 的最佳解答
2021-09-03 13:26:34
🚨 🚨 🚨 劇透注意 🚨 Spoiler alert🚨 🚨 🚨 🚨 本篇為 #陪朋友去自修室追女神點知女神鍾意咗我 結局篇《#時光機》完結後!完結後!完結後!的特別篇 🚨 為免影響閱讀樂趣,請在完整看完《#時光機》正文之後再閱讀 🚨 🚨 🚨 劇透注意 🚨 Spoiler alert🚨 🚨 🚨 / ...
※ 引述《bb511 (joker)》之銘言:
: 標題: Re: [問題] 引力是所謂的空間扭曲嗎??
: 時間: Tue Dec 14 21:45:13 2010
:
: ※ 引述《mmcin2100 (劃過天空的火流星)》之銘言:
: : 我看到節目裡描述的黑洞,是一個引力非常強的東西,可
: : 太陽因為質量大引力強,所以他所在的位置空間也被稍微扭曲
: : 我歸納出,空間扭曲=引力????
這些內容,在大一普物談相對論的單元會提到,
(例如Serway)
愛因斯坦用了一個很簡單的例子,來說明等效原理。
=======================================================================
當你處在靜止於地表上的電梯裡,以及處在四周空曠的太空中,
以重力加速度加速運動的電梯裡,只要不往外看,
你完全無法分辨就竟是屬於前者或者後者。
另一方面,當你處瑜自由落下的電梯中,以及你處在靜止於四周空曠的太空中,
你也同樣無法分辨前者或後者。
=======================================================================
這就把重力現象和時空坐標變換連繫了起來。
也就是說,我們可以丟棄用牛頓的萬有引力定律,
改以彎曲的時空描述原有的重力現象。
在這種架構下,靜止於地表的電梯,反而不是一個慣性參考系,
因為不受外力的物體會向下掉,不滿足牛頓第一定律。
而自由落下的電梯,反而正是慣性系,在裡面做實驗,會滿足牛頓第一定律。
所以當你在地球表面看到物體作斜向拋射運動時,
它其實是在走直線。
這樣說可能有點抽象,再舉個例子,
在平坦的紙面上,平行的條直線,永遠不會交會。
但是在球面上,赤道上的兩條經線,開始是平行的,
到了北極卻交會,顯示他們越走越近。
這不意味著,兩條線有其中一條被彎曲,只是因為你所在的空間是球面而已。
實際上,兩者都是直線。
同樣的道理,斜向拋射或者自由落體,都是在四維彎曲時空中的直線軌跡,
而另一方面,靜止在地表上的物體,世界線反而不是四維時空中的直線。
: : 那地球呢???根據上述的推論,引力是不是代表被扭曲的空間??
更正確的說,有質量的分布,就會彎區周圍的時空(不是空間)。
只是看彎曲的程度大或小。
如果你要求的精確度夠高,就可以用儀器偵測出這種效應。
這裡有個有趣的現象是,因地球質量引起的時空彎曲,
會導致在地球的高處的時間,會過得比地球低處的時間要快。
(所以住在高處的人老化的快,但效應很小。)
: : 所以我們是生活在被扭曲的空間中,真正沒扭曲的空間是太空無重力狀態
^^^^ ^^^^
把以上劃線的部分改成時空,就正確。
質量引起的是彎曲時空,而不是空間。
如果只是要讓空間是彎的,其實不需要質量引起的時空彎曲就能達到。
典型的例子就是所謂的愛因斯坦轉盤。
就類似像旋轉木馬那樣,有個大轉盤在繞。
這時候轉盤上的人,會發現轉盤的周長與半徑比,不等於圓周率。
所以這就表示轉盤上的空間是彎的。
這利用狹義相對論就可以推出來,不需要用到廣義相對論。
也就是說,轉盤的四維時空仍是平坦的。
: : 好像有點抽象@@
: : 懇請指教~
:
: http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E4%B8%87%E6%9C%89%E5%BC%95%E5%8A%9B
: 這邊有很詳細的說明
:
: 不過還是簡略來說一下
: 牛頓坐在樹下 被蘋果打到之後
: 摸著頭 嘴巴正準備講出F...的瞬間
: 想到了萬有引力 可寫成 F=G*m1*m2/r^2
: 所以我們認為 引力只是一種單純的力
:
:
: 但是 我們知道 光速 在跑動的時候
: 會受到 星球重力影響 而彎曲
我想應該說,附近的時空是彎曲的,
而光只是在這個時空中,走直線。
: 造成 在天文觀測中 我們有時可以觀測到 星球正後方的星體
: 因此在廣義相對論中
: 愛因斯坦認為
: 重力場 會扭曲時空(空間)
是彎曲整個時空,只講空間意義有點含糊。
因為時空是一體的,要單看空間有沒有被彎曲,得先去定義同時面。
:
: 想像一下你把絲襪材質的東西
: 延展開成 直徑30公分圓形
: 然後在正中間 放一顆 5公分直徑 但是10公斤重的球體
: 絲襪材質的圓就會從正中間下陷成漏斗狀
: 而這個絲襪材質就是時空(應該說空間)
:
: 而引力場 則扭曲了這個空間
: 造成光速橫跨這個扭曲的空間時
: 被拉著轉彎
: (想像一顆小球 從個凹陷處經過)
這個例子只能說明兩個面有不同的度規,
但有時候也會造成誤導,所以我補充一下。
表面上看起來,似乎是空間彎曲造成的現象,但其實不對的。
真正被彎曲的是整個時空。
就好比一張平坦的紙與一個球面,你可以用座標(t,x)描述上面每個點。
類似的你可以推廣到四維時空(t,x,y,z)
:
:
: -----題外話-------
: 那黑洞因為 體積無限小的關係
: 所以密度無限大 (奇異點)
: 因此 這個下陷的最深處 會在無限遠
: 這樣就會感覺 好像有個通道會通去無限遠的地方
: 也許連接另一個宇宙的黑洞
: 那兩黑洞中間連接的就是蟲洞
: -----------------------------
:
: 由於黑洞的扭曲很大 甚至連光速都逃不離這個空間
: 所以光速 會旋轉至黑洞深處 (被吸進去)
: 在進到深處或 該奇異點時會放出噴流
: 也就是利用這個來觀測 黑洞的
:
: http://38gav.blogspot.com/2010/08/blog-post_6257.html
:
:
:
: --
: ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
: ◆ From: 140.115.21.147
: → mmcin2100:時空可以被扭曲,所以每個星球上的時間快慢都不一樣? 12/15 01:19
: → mmcin2100:雖然可能只有幾毫秒不到,我是從黑洞中心的時間靜止反推 12/15 01:22
: → seeback:樓上講的東西需要引進參考時間座標才行 12/15 08:56
時間的相對性,不需要考慮到時空彎曲,狹義相對論就存在了。
也就是飛行中的飛機上的時鐘,和靜指在地面上的時鐘,
快慢程度就已經不一樣了。
因為兩者是不同的參考系,必須考慮到時空變換(Lorentz Transformation)
: 推 cress0128:牛頓不是被砸,他是看見蘋果掉下來 12/15 11:43
: → cress0128:然後他想問為什麼月亮不會掉下來,最後想通了萬有引力的 12/15 11:44
: → cress0128:分母的部分 12/15 11:44
: 推 mmcin2100:人如果脫離了時間座標會怎樣?(好像科學幻想XD) 12/15 17:57
意義不明,何為脫離時間座標?
: 推 nightkid:1f說的是相對運動問題 每個觀察者觀察到的東西會不一樣 12/16 14:01
: → nightkid:詳細請閱讀愛因斯坦的"特殊相對論" 12/16 14:02
: → nightkid:"Special Theory of Relativity" 12/16 14:02
: → nightkid:以及"勞倫茲轉換"(Lorentz Transformation) 12/16 14:03
: 推 wudollar:推這篇!讚! 12/23 23:34
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 140.112.102.3