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 256288

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O 几何直观地介绍广义相对论的时空以及大爆炸模型 (0) 351 changshou 字6121 2012-02-05 22:46:35
O 请教一个具体一点的问题 zero9999 字134 2013-08-28 02:51:14
O 求解答关于狭义相对论 1 不饿就吃饭 字1242 2013-07-12 03:57:15
..O 测光速的方法不只一种,测的时候也不会考虑有没有时空的扭曲 辙夫 字0 2014-07-24 04:36:04
O 嘿嘿,这篇文章每次被挖出来 都要收通宝 1 changshou 字0 2013-05-06 21:46:08
O 留个记号,这个估计得看好久也不一定看懂,学习点把 1 中华如龙 字0 2012-07-14 11:45:40
O 我一直不信爆炸,最近发现炸前还有信息,轮回好像更合适。 拿不准 字99 2012-06-14 19:39:37
..O 我也是相信轮回的 某人a 字104 2013-07-03 19:57:40
O 调查:有没有人基本看懂了? 1 changshou 字95 2012-06-12 13:11:10
..O 虽然不清楚对“理解”二字的定义,但是既然没有练习题, afdsjl 字257 2012-09-10 22:32:00
..O 大概还行吧 阿忙 字54 2012-08-25 02:04:58
...O Wald的general relativity changshou 字31 2012-08-27 09:32:50
..O 没能把几何直观与物理观察融合 酸酸 字306 2012-07-19 13:42:51
...O 需要把宇宙放到一个更大的结构里? changshou 字49 2012-07-20 22:22:36
..O 学化学的表示看不懂如此高深的物理! reed 字41 2012-07-06 07:45:10
2012-02-05 22:46:35
主题:3659016
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`0
1 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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关键词(Tags): #科普 广义相对论(太阳风)#广义相对论(大圆)#大爆炸模型(大圆)#相对论(大圆)#大爆炸(大圆)通宝推:上善若水,Leono1,河区分,神仙驴,老财迷,icedshining,az09,四夕乐,发了胖的罗密欧,做客地球,文青,十八子,不会飞的鱼儿,sixue,大散人,呼呼噜噜,曾自洲,葡萄,渡泸,sneer,马大善人,咪铛,破鱼,文字君子,xtqntd,大山猫,火隹,九霄环珮,无明火,上古神兵,飞翔天空,空格,代码ABC,南方有嘉木,史文恭,njyd,
最后于2012-02-28 09:22:49改,共14次;
2012-02-05 22:46:35
2013-08-28 02:51:14
3912079 复 3659016
zero9999zero9999`88296`/bbsIMG/face/0000.gif`70`1297`1076`14450`正六品上:朝议郎|昭武校尉`2012-08-16 05:34:39`0
2 请教一个具体一点的问题

能不能说一下史瓦西度规的“弱场近似”?是不是需要计算动能?为什么要算这个?具体是怎么做的?没人想过用质能公式计算动能么?会有什么问题?


最后于2013-08-28 03:12:43改,共1次;
2013-08-28 02:51:14
2013-07-12 03:57:15
3895682 复 3659016
不饿就吃饭不饿就吃饭`74592`/bbsIMG/face/0000.gif`70`1`65`892`正八品上:给事郎|宣节校尉`2011-07-25 03:58:52`0
2 求解答关于狭义相对论 1

由于我对相对论的理解只有科普水平,对狭义相对论和广义相对论联系起来一想,就产生了几个疑惑。请楼主帮帮忙。

1、狭义相对论的时空

狭义相对论讨论的是惯性参考系,是不是等于假设时空是平直的呢,那在惯性参考系中的钟慢、尺缩都是因为相对速度不同产生的吗?那这样的速度会引起时空的弯曲吗?这和广义相对论中时空的弯曲有什么不同呢?

2、光速运动

比如通常说太阳光到达地球大概需要8分钟。这8分钟是怎么计时的呢?光从太阳出发的时候,假设太阳上有个钟开始计时,但地球上的钟还无法开始计时啊,按照爱因斯坦的假设,不能超光速通讯吧。等光到地球了,太阳上的钟并不知道光已经到达,无法停止计时啊。当然可以通过看到地球上的反光停止计时,那这段时间相当于光在太阳和地球之间跑了一个来回。那这8分钟是这个来回的时间呢,还是这个时间再除以2呢,或是别的呢?

又比如一个恒星距离地球10光年。百度了一下,说光年只是一个纯粹的距离单位,没有考虑相对论效应。我们如果假设这个恒星到地球的时空是平直的,那这个恒星发出的光经过多长时间能到达地球应该怎么计算呢(从地球上的人来看)?只是考虑如果想象有一个时钟是在这束光上,那完成这段旅程,这个钟走了多久呢?

如果按照洛伦兹变换的公式计算,是不是以光速运动的人看来,周围相对他是静止的时钟都停止了(时间变得无穷慢)?

另外,最近看了这么一篇文章

《相对论新论的基本原理》

http://sea3000.net/yangjincheng/8.php

不知道楼主怎么看,我总觉得有问题,但又说不出来。


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2013-07-12 03:57:15
4035519 复 3895682
辙夫
3 测光速的方法不只一种,测的时候也不会考虑有没有时空的扭曲
2014-07-24 04:36:04
3873911 复 3659016
changshou
2 嘿嘿,这篇文章每次被挖出来 都要收通宝 1
2013-05-06 21:46:08
2 留个记号,这个估计得看好久也不一定看懂,学习点把 1
2012-07-14 11:45:40
2012-06-14 19:39:37
3739769 复 3659016
拿不准拿不准`41862`/bbsIMG/face/0011.gif`70`8400`5376`75742`从三品:银青光禄大夫|云麾将军`2009-09-09 18:16:28`0
2 我一直不信爆炸,最近发现炸前还有信息,轮回好像更合适。

盎格鲁就是能扯概念,一个瘫子啊,不得不服。

人家都是这样抢占高地和话语权。那可是解释上帝的话语权啊!


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changshou 接纳。 最后于2012-06-14 20:01:20改,共2次;
2012-06-14 19:39:37
2013-07-03 19:57:40
3893363 复 3739769
某人a某人a`14236`/bbsIMG/face/0000.gif`70`5830`4080`53201`正七品上:朝请郎|致果校尉`2006-11-04 01:35:15`0
3 我也是相信轮回的

当然,一个轮回是一个封闭的,不可能看到之前的信息。

在每个轮回内,以爆炸开始,以坍塌结束,也是说的通的。


2013-07-03 19:57:40
2012-06-12 13:11:10
3738510 复 3659016
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`0
2 调查:有没有人基本看懂了? 1

基本看懂的标准是 基本能理解到(22)节。

如果谁做到了,吱一声,我可以送一个通宝 以示感谢。F


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最后于2012-06-12 23:12:59改,共1次;
2012-06-12 13:11:10
2012-09-10 22:32:00
3786145 复 3738510
afdsjlafdsjl`31339`/bbsIMG/face/0000.gif`70`2446`2967`34454`正三品:金紫光禄大夫|冠军大将军`2009-01-29 18:31:43`0
3 虽然不清楚对“理解”二字的定义,但是既然没有练习题,

那我算是懂了吧。

感谢!跟彭罗斯的对照着看,写得很直观很好读,真是深入浅出,厚积薄发。闵可夫斯基空间图景挺直观的;再往后变系数坐标系在闵可夫斯基空间上作弯曲,也能够想象。感觉难度集中在最前面流形图景,需要找本书再看看。不过专业书籍对流形的描述做不到这么形象。


fride 接纳。 最后于2012-09-11 04:20:38改,共1次;
2012-09-10 22:32:00
3776346 复 3738510
阿忙
3 大概还行吧

我想正式的学一下,有什么教材推荐一下,关于广义相对论的


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fride 接纳。
2012-08-25 02:04:58
3777471 复 3776346
changshou
4 Wald的general relativity

和Straumann的general relativity


2012-08-27 09:32:50
2012-07-19 13:42:51
3757708 复 3738510
酸酸
酸酸`18539`/bbsIMG/face/0002.gif`70`3615`11084`97203`从六品上:奉议郎|振威校尉`2007-07-08 01:23:34`0
3 没能把几何直观与物理观察融合

我可以理解宇宙的几何描述,也理解天文物理观察结论,但是还不能把这两方面的理解融合起来。比如对宇宙膨胀的解释于我仍然是反直觉的。因为理解膨胀在我的观察经验里要求“有限”这个前提,但是宇宙膨胀却是“无限”。如果要我直观地接受这个“无限”,就需要把宇宙放到一个更大的结构里。而标准宇宙模型似乎并不提供这样的描述。


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2012-07-19 13:42:51
3758263 复 3757708
changshou
4 需要把宇宙放到一个更大的结构里?

你是不是难以想象一个不嵌入在3维欧氏空间里的球面?


2012-07-20 22:22:36
3750639 复 3738510
reed
3 学化学的表示看不懂如此高深的物理!

膜拜一下楼主!大学物理都还给老师了......


fride 接纳。
2012-07-06 07:45:10
帖内引用

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