主题:几何直观地介绍广义相对论的时空以及大爆炸模型 (0) -- changshou

大河奔流 导读 复 345 阅 262667

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2012-02-05 22:46:35
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changshou
changshou`79099`http://www.cchere.com/bbsIMG/face/0021.gif`70`154`6641`82652`正七品上:朝请郎|致果校尉`2012-02-03 20:29:20`
几何直观地介绍广义相对论的时空以及大爆炸模型 (0) 351

几何直观地介绍广义相对论的时空以及大爆炸模型(0)写作动机

0.0 缘起

时空与宇宙模型 是很多科普科幻爱好者 想了解的东西。西西河中也有讨论。 可惜误解很多。F

受几位网友鼓励, 我就尝试着解释一下 几何上怎么理解。

我没在网上写过长文, 可能文笔极差,而且可能会啰嗦, 见谅啊。F

去年放假去新疆旅游时 为了消磨长时间的车途 我曾试着口头向我母亲科普过。 我当时就想 也许我可以把我讲的写下来。

母亲的数理知识接近于零。 因此我不会用任何公式的。F

但是诸位看官得 仔细读 用力想 才行。F

0.1 特点

我的小科普 或者说忽悠 将可能有啥特点呢? 除了 无标点的断句 和 系统性的 条款罗列 外, 还有

0.1.1 我试图解释 最基本的 数学概念 比如“流形”。

不少科普书 对弯曲时空 的解释 是用很糙的比喻。 比如 物质使时空弯曲 就像 一个膜上的重物使膜弯曲了。 或者 宇宙膨胀如同 气球表面膨胀。F

忽悠一般读者足够了。 但如果有人读了科普书后 抱着这些比喻 晚上遐想 很容易就成瞎想了, 甚至是 Not even wrong F

0.1.2 我试图解释 广义相对论中 时空是 “动力学的” 观点, 即通常所说的“物质告诉时空如何弯曲,时空告诉物质如何运动” 是咋回事。

这一点 在刨根问底面前是 逃不开的。 一般科普 是在 纯忽悠, 我准备半忽悠。F

0.1.3 我尽量不扯 非惯性系 和引力 F

什么? 你是在忽悠小白吗? 难道广义相对论不是 关于引力的理论吗?F

广义相对论是 关于引力的理论。 它说 引力 和弯曲的时空 是一回事。 所以原则上讲 我可以 只扯时空。 这其实就是 当代 广义相对论研究的视角。

我的经验是 如果 按着一般的套路 扯牛顿引力 到场的观点 到狭义相对论 到等效原理 再到弯曲时空 (不负责任的)跳过爱因斯坦方程 再到大爆炸模型等 会造成 听众思想的极大混乱。F

我的思路是 宁要 很难的 较纯的 少数观念 不要 较难的 混杂的 多个观念F

0.1.4 我准备解释一下 广义相对论中的时间。 这是极多误解的来源。

0.2 友情提醒:

0.2.1 可以忘掉 狭义相对论 如果你懂的话。F 狭义相对论 和广义相对论 有极大区别。 我感觉 从牛顿力学 到狭义相对论的跨度 大大小于 从狭义相对论 到广义相对论的跨度。

狭义相对论 可以说是严重违反 人类日常体验。而广义相对论 可以说是严重脱离 人类日常体验。

不幸的是 有些 爱好者 在努力搞懂了狭义相对论后 陶醉于其精妙,再往上走一级时 反倒有了思想包袱。

0.2.2 也可以忘掉 你看的广义相对论的科普 如果你觉得懂或半懂的话。 木有用的,除非你读的是 彭罗斯老怪写的 “road to reality”之类的超级科普书。F

0.3 阅读难度

个人估计 会明显超过 霍金的时间简史, F 但明显低于 彭罗斯的 “road to reality”和 “皇帝新脑”。F

打字太慢 待续吧

几何直观地介绍广义相对论的时空以及大爆炸模型 (1)什么是流形?

几何直观地介绍广义相对论的时空以及大爆炸模型 (1.5)闲话1

几何直观地介绍广义相对论的时空以及大爆炸模型 (2)什么是流形?(续1)

几何直观地介绍广义相对论的时空以及大爆炸模型 (2.5)闲话2

几何直观地介绍广义相对论的时空以及大爆炸模型 (3)什么是流形?(续2)

几何直观地介绍广义相对论的时空以及大爆炸模型 (4)什么是流形?(续3)

几何直观地介绍广义相对论的时空以及大爆炸模型 (5)弯曲的度量流形

几何直观地介绍广义相对论的时空以及大爆炸模型 (6)小结

几何直观地介绍广义相对论的时空以及大爆炸模型 (7)广义相对论预览

几何直观地介绍广义相对论的时空以及大爆炸模型 (8)初步的时空模型

几何直观地介绍广义相对论的时空以及大爆炸模型 (9)初步的时空模型(续1)

几何直观地介绍广义相对论的时空以及大爆炸模型 (10)初步的时空模型(续2)

几何直观地介绍广义相对论的时空以及大爆炸模型 (11)初步的时空模型(续3)

几何直观地介绍广义相对论的时空以及大爆炸模型 (11.5)闵可夫斯基时空的物理来源

几何直观地介绍广义相对论的时空以及大爆炸模型 (12)时空是洛仑兹流形

几何直观地介绍广义相对论的时空以及大爆炸模型 (13)时空是洛仑兹流形(续)

几何直观地介绍广义相对论的时空以及大爆炸模型 (14)因果结构

几何直观地介绍广义相对论的时空以及大爆炸模型 (15)观察者的时间体验

几何直观地介绍广义相对论的时空以及大爆炸模型 (16)爱因斯坦方程

几何直观地介绍广义相对论的时空以及大爆炸模型 (17)引力和广义协变性

几何直观地介绍广义相对论的时空以及大爆炸模型 (18)测地线

几何直观地介绍广义相对论的时空以及大爆炸模型 (19)时空弯曲举例

几何直观地介绍广义相对论的时空以及大爆炸模型 (20)时空弯曲举例(续)

几何直观地介绍广义相对论的时空以及大爆炸模型 (21)黑洞

几何直观地介绍广义相对论的时空以及大爆炸模型 (22)小结

几何直观地介绍广义相对论的时空以及大爆炸模型 (23)时空分解与演化

几何直观地介绍广义相对论的时空以及大爆炸模型 (24)时空分解与演化(续1)

几何直观地介绍广义相对论的时空以及大爆炸模型 (25)时空分解与演化(续2)

几何直观地介绍广义相对论的时空以及大爆炸模型 (26)宇宙学标准模型

几何直观地介绍广义相对论的时空以及大爆炸模型 (27)宇宙学标准模型(续1)

几何直观地介绍广义相对论的时空以及大爆炸模型 (28)宇宙学标准模型(续2)

几何直观地介绍广义相对论的时空以及大爆炸模型 (29)奇点

几何直观地介绍广义相对论的时空以及大爆炸模型 (30)总结


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