爱因斯坦电影_爱因斯坦的天才：描述时空几何形状

博科公园——科学普及:我们可以追溯到他7年的自我折磨并最终形成这一理论，但这条发展道路是由爱因斯坦的直觉指引的。我们普通人很难像他那样盲目地跳。为了让每个人都明白这一点，广义相对论是如此复杂，以至于当有人找到方程的解时，他们会得到一个以他们名字命名的解，并凭借自己的能力成为一个半传奇。卡尔·史瓦西是一个家喻户晓的名字(或者至少是物理学)。他发现了黑洞的几何形状

广义相对论的绝对核心，也是一个完全可以接受的替代品，就是地质力学继续，大声说出来——这很有趣广义相对论通过时空本身的动力机制来模拟重力。根据这一理论，物质和能量的存在改变了这些物质周围的基本时空几何结构，而改变的几何结构会影响运动。这种关系源于最重要、最基本和最重要的概念:对等原则这个原理假设惯性质量(移动一个物体需要多少能量)和重力质量(一个物体对重力的反应程度)是相同的，这是整个重力系统的关键。利用这种等价关系，我们可以想象一个场景来帮助形象化几何和重力之间的关系。

广义相对论是一个复杂的理论，但是想象下落的物体有助于跟踪它的轮廓(这里显示的是地球周围的全球定位系统卫星——全球定位系统依靠相对论给出精确的位置)照片:纳萨

假装在地球上空盘旋，平静地看着大陆和海洋在你的有利位置翻滚然后你打开一盒垃圾，当碎片从你身边漂走时，你会想到你刚刚所做的后果。当然，你现在已经制造了一个潜在危险的碎片云，对卫星和未来的任务构成了重大风险。但是经过进一步思考，你的头脑会放松你正在做一个科学实验。等价原理确保了所有这些碎片，不管它们的形状和质量如何，都可以完美地跟踪地球引力的影响，而无需任何其他计算。这是重力独有的，这要感谢e p

。看看你扔进太空的垃圾会怎么样有些纯粹是偶然的，可能从一条完整的水平线开始。然而，当这些物体落在地球上时，它们将沿着直线向地球中心移动。如果你仔细观察，你会发现当它们向下移动时，它们会逐渐收敛。如果它们能穿过固体地球，它们最终会在中心碰撞。其他碎片可能以地球为目标，以一条完全垂直的直线开始，并且彼此均匀间隔。他们也会拒绝但幸运的是，顶部的下降速度只会快一点，因为它离地球更近一点，而底部的下降速度只会慢一点。因此，随着碎片继续下落，它们将在垂直线上慢慢分离。

在某些情况下，我们得到收敛和收缩的痕迹在其他情况下，我们会得到不同的，不同的轨迹。在这两种情况下，路径最初是完全平行或一致的，但字符发生了变化。这些变化的路径被数学家用“曲率”来描述，这是几何学的语言。叮，叮，叮，在这里，等价原理告诉你，落垃圾的路径直接告诉你重力的本质，而同样的路径揭示了潜在时空的复杂几何，换句话说，重力是时空的几何-时间-几何动力学

“时间”对于完整的时空理论是非常重要的。你可能已经看过科学博物馆的展示或图片，里面有一篇关于广义相对论的文章，展示了看起来像是一张拉伸的橡胶片。一个代表行星、恒星、黑洞或其他物体的重球被放在中间，将织物拉下来。在纸上滚动其他球揭示了重力的“影响”:它们试图沿着直线移动，但是它们的路径会被潜在的曲率抵消。作为幼儿园的第一次引进，这个示范很好，但是我们现在已经超过幼儿园了。在实时和空间中没有“下降”，曲线出现在四维空间，而不是二维空间。这有点难以想象，这就是为什么我们通常会回到更简单的演示。的确，一个巨大的物体扭曲了它附近的静态空间，但这只是画面的一半。质量也通过改变物体的可能轨迹来影响时间的维度。

每个物体都有一个所谓的光锥，或者一组可能的目标，并且物体到达目的地的速度比光速慢。想象你正带着一粒灰尘在太阳旁边行走。它有一系列未来的可能性，由它的光锥给出。然而，当尘埃靠近太阳时，巨大火球的重力使尘埃光锥向太阳本身倾斜，尘埃现在有了一个新的更具体的未来:一些目的地被禁止进入(它们不在新光锥之外)，而另一些是开放的这看起来像一件小事，但在广义相对论的数学中，空间的静态曲率和光锥的变化分别出现在不同的地方。只有将这两种效应结合起来，我们才能对这一理论做出全面(准确)的预测。空间和时间必须同时考虑；你不能忽视跟上换句话说，重力是几何——空间和时间的几何动力学

博科公园-科学普及|文章:保罗·萨特，天体物理学家/空间

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