黑洞到底是什么(3)
2023-03-16 来源:你乐谷
j近日点轨道的偏移
紧接着就是爱因斯坦第二次走向辉煌的时刻了,关于水星近日点的问题。
按照开普勒描述的椭圆轨道,水星应该顺着它的椭圆轨道绕太阳运行,进过几百年的观测,水星每沿轨道环绕一圈后,都不会回到原来的位置,会有一点点的偏移,这是水星在近日点上的移动。这个移动有1.38弧秒,牛顿的经典引力时空观可以解释其中的1.28弧秒,那是木星以及其他行星对水星产生的作用效果,至于剩下的0.1弧秒没有任何的解释方法。
在随后的研究中,爱因斯坦建立了一个等效原理。
关于等效原理,我们可以做一个简单的假设
在地球上和在一个以重力g为加速度加速飞行的火箭上同时抛一个小球,则小球运动状态完全等效,这就是简单的等效原理。
随后,爱因斯坦紧接着又提出了更加惊人的理论,就是关于引力引发时间膨胀。在1912年爱因斯坦终于意识到数学方法的重要性,并接受了闵可夫斯基的绝对时空观,在此理论的基础上,他就解释了新的理论中的时空弯曲,在离地球近的时空,弯曲的曲率比较大,越远则越小。
星体的质量会对周围时空产生影响
在此后的三年里,爱因斯坦终于借助数学的方法,尤其是黎曼几何,用来解释他的新理论,经过计算,在1915年,广义相对论诞生。
现在我们我们就用广义相对论来解释一下黑洞:
首先引力并不是我们平时所理解的力,引力的本质是时空弯曲,也可以这么说,地球并没有拉着或者吸引着我们,而是我们的时空被地球所产生的引力所弯曲、扭转。所以在这里就需要用新的几何来计算时空弯曲的状况,从而知道该怎样扭曲才能使光不会跑出来。
在1916年,德国科学家史瓦西(Karl Schwarzschild)历史性的第一个计算出爱因斯坦方程的解,并建立了史瓦西几何。他分析了完全没有旋转的星体,并得到了任何无旋转的星体的时空曲率。他还说明了,每一个星体都存在一个依赖星体质量的临街周长,如果任何星体减少到这个临界周长,就可以形成黑洞。
紧接着就是爱因斯坦第二次走向辉煌的时刻了,关于水星近日点的问题。
按照开普勒描述的椭圆轨道,水星应该顺着它的椭圆轨道绕太阳运行,进过几百年的观测,水星每沿轨道环绕一圈后,都不会回到原来的位置,会有一点点的偏移,这是水星在近日点上的移动。这个移动有1.38弧秒,牛顿的经典引力时空观可以解释其中的1.28弧秒,那是木星以及其他行星对水星产生的作用效果,至于剩下的0.1弧秒没有任何的解释方法。
在随后的研究中,爱因斯坦建立了一个等效原理。
关于等效原理,我们可以做一个简单的假设
在地球上和在一个以重力g为加速度加速飞行的火箭上同时抛一个小球,则小球运动状态完全等效,这就是简单的等效原理。
随后,爱因斯坦紧接着又提出了更加惊人的理论,就是关于引力引发时间膨胀。在1912年爱因斯坦终于意识到数学方法的重要性,并接受了闵可夫斯基的绝对时空观,在此理论的基础上,他就解释了新的理论中的时空弯曲,在离地球近的时空,弯曲的曲率比较大,越远则越小。
星体的质量会对周围时空产生影响
在此后的三年里,爱因斯坦终于借助数学的方法,尤其是黎曼几何,用来解释他的新理论,经过计算,在1915年,广义相对论诞生。
现在我们我们就用广义相对论来解释一下黑洞:
首先引力并不是我们平时所理解的力,引力的本质是时空弯曲,也可以这么说,地球并没有拉着或者吸引着我们,而是我们的时空被地球所产生的引力所弯曲、扭转。所以在这里就需要用新的几何来计算时空弯曲的状况,从而知道该怎样扭曲才能使光不会跑出来。
在1916年,德国科学家史瓦西(Karl Schwarzschild)历史性的第一个计算出爱因斯坦方程的解,并建立了史瓦西几何。他分析了完全没有旋转的星体,并得到了任何无旋转的星体的时空曲率。他还说明了,每一个星体都存在一个依赖星体质量的临街周长,如果任何星体减少到这个临界周长,就可以形成黑洞。