正文 14. 光速不变原理

作品:《最囧学霸系统

    “你不是说人家两分钟就会出来吗?怎么坚持了这么久?”

    “他在里面肯定使尽了浑身解数,想跟对方多接触一下,不过面试是肯定不成功的。”

    没有人问杨晨到底成功了没有?可有人问面试问的什么问题。认识杨晨的人都知道他的口语水平,不认识杨晨的人自然也不会问了。

    “杨晨,面试问的什么问题啊?”杨晨的同班同学问道。

    “快给我们说说。”

    十来个脑袋像长颈鹿一样伸过来,巴望着,满是期待。杨晨觉得无所谓,告诉他们无妨。

    “一进去,首先是自我介绍,然后是翻译一篇文章。”

    “哇靠,原来这么简单,看来我有希望了。”有人如释重负,感觉希望就在眼前。

    “完了完了,还要自我介绍啊,我都没有准备。”有人忧愁,脸色绝望。

    杨晨的个人属性变成:

    姓名:杨晨

    等级:lv1: 30/100

    模拟电路:lv0:124/1000

    数字电路:lv0:135/1000

    大学英语:lv3:100/8000(专家)

    复变与积分:lv0:305/1000

    计算机原理:lv0:355/1000

    生命科学导论:lv1:388/1000(学能)

    电磁场与电磁波:lv0:782/1000

    大学体育:lv2:0/4000

    信号与系统:lv0:356/1000

    大学物理:lv1:1024/2000(学能)

    高等数学:lv1:355/2000 (学能)

    剩余学霸积分:500

    剩余抽奖机会:2

    剩余奖励:外语口语大礼包*2,记忆清除玫瑰*2

    每月缴费:4000

    回到宿舍,三人组在玩游戏,胖子问:“杨晨,怎么样?”

    “杨晨,你不是说你不去的吗?”刘阳辉本来也想去参加,只是他英语成绩没达到75分。

    “我临时改变主意了。”

    “结果怎么样?”陶子平问。

    “我通过了。”都是舍友,杨晨也不跟他们卖关子。

    他们三人没有表现出惊讶,继续盯着电脑屏幕玩游戏,反倒是杨晨自己惊讶了:“你们一点都不惊讶?”

    “你说的跟胖子说的一样,胖子刚才进来也是这么说,在我们再三追问下,他还是承认他说的是假话,你和胖子还不是一个德行?”陶子平说。

    胖子扭过头来,笑道:“杨晨,你也会说谎话了,得了我的真传啊。”

    “我真没说谎,我真面试成功了。”

    他们没有再理会,胖子说:“杨晨,少说废话,来盘游戏。”

    “我要去上自习。”杨晨说完,夹着那本《大学物理一》出去了。大学物理等级已经达到lv1:1024/2000。

    自从学习大学物理那些知识后,他就再也把持不住了。现在不仅仅是为了学习知识,而是兴趣使然。

    狭义相对论方面的知识这次考试绝不会考,但还是想要深入研究一下,顺便再学习下广义相对论方面的知识。

    夹着课本来到图书馆,杨晨找了本《大学物理二》看了起来,他专找广义相对论方面的知识来学习。上次,他只是了解了一些皮毛和一些概念,真正要做题,恐怕不是那么容易。

    1905年,爱因斯坦发表狭义相对论后,开始着眼于如何将引力纳入狭义相对论的框架。以一个处在自由落体状态的观察者的理想实验为出发点,他从1907年开始了长达八年的对引力的相对性理论的探索。

    终于,他于1915年11月在普鲁士科学院上作了发言,其内容是引力场方程。这个方程描述了处于时空中的物质是如何影响其周围的时空几何,并成为爱因斯坦的广义相对论的核心。

    爱因斯坦的引力场方程是一个二阶非线性偏微分方程组,求得方程的解很困难。爱因斯坦运用了很多近似方法,从引力场方程得出了很多最初的预言。

    很快,天体物理学家卡尔·史瓦西在1916年得到了引力场方程的第一个精确解——史瓦西度规,这个解是研究星体引力坍缩的最终阶段,即黑洞的理论基础。

    引力场下,狭义相对论(sr)牛顿引力理论变成了广义相对论(gr)。当引力场极其微弱时,gr回归sr;当运动速度较慢时,gr回到牛顿引力理论。

    引力红移,光线偏折,水星近日点进动,引力波是广义相对论的预言,后来由天文学家和物理学家实现了验证。还有黑洞,正是霍金的研究范畴。

    当我们在一辆行驶的汽车上扔下一个小球,小球的初速度跟扔下它的时候一样,这是因为小球具有质量,有质量的物体就有惯性。

    光是一种奇特的物质,它具有能量,而不具有质量。在一辆高速行驶的火车上,发射一束灯光出去,火车的速度不会对这束光的初始速度产生影响。这是光速不变原理其中一点。

    当然,光速不变原理所包含的内容远不止这些。

    爱因斯坦相对论是建立在光速不变原理基础上的,如果能够证明光速是可变的,那么爱因斯坦相对论这座物理大厦将会坍塌。

    光速不变原理从我们的日常生活中也能够体会到。地球围绕太阳运动,速度每秒2979公里,按道理讲,从各个方向遥远恒星上发射到地球的光的速度会变化,可实际结果显示,光速值都是一定的。

    牛顿万有引力的公式,f=g·m·m/r^2,即万有引力等于引力常量乘以两物体质量的乘积除以它们距离的平方。爱因斯坦引力场方程(einstein's field equation):<math>r_-\fracg_ r =- 8 \pi {g \over c} t_</math>。

    从这两个公式中可以看出,牛顿的万有引力公式与时间没有关系,而爱因斯坦引力场方程与时间有关。

    牛顿认为在太阳系中,八大行星绕着太阳公转,如果太阳突然消失,那么这些行星们就会立刻沿着切线方向飞出去。

    2006年08月24日,国际天文学民间联合会大会决议,冥王星被视为是太阳系的矮行星,不再被视为大行星。

    爱因斯坦认为,引力是一种场,它的传播需要时间。如果太阳突然消失,这种引力的变化传递到行星需要花费时间,引力的传播速度跟光速一样,所以8分20秒后,地球才能够意识到太阳消失了,然后沿着切线方向飞射出去。

    科研人员在发射卫星时,往往会根据牛顿的万有引力计算卫星的运转轨道,因为并不需要那么精确,牛顿的万有引力公式已经足够了,但在研究一些比较大的天体时,这就需要爱因斯坦的引力场方程来计算了。

    爱因斯坦很好的解释了万有引力是什么,它比万有引力更加精确,更加能够揭示世界的本质。