爱因斯坦广义相对论有什么预言?

如题所述

广义相对论爱因斯坦预言三个重要效应:

第一光线在引力场中的偏折,简单来说光也是物质,所以也会被引力所影响,这个时候就会发生偏折。前提是这样的物体要非常的多大,才可以对光产生影响,只有足够大的物体才能够发生光线的偏折。

第二引力红移,简单来说也就是,由于引力的影响,电磁波的频率就会变小了,最开始这个是不能做实验进行验证的,直到1959年才有了实验的条件。

第三是水星近日点进动,最主要的原因就是水星会受到其他行星的影响。三大效应里面,这个是最先被证明出来的理论。

发展过程:

爱因斯坦在1905年发表了一篇探讨光线在狭义相对论中,重力和加速度对其影响的论文,广义相对论的雏型就此开始形成。

1912年,爱因斯坦发表了另外一篇论文,探讨如何将引力场用几何的语言来描述。至此,广义相对论的运动学出现了。

到了1915年, 爱因斯坦场方程发表了出来,整个广义相对论的动力学才终于完成。

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第1个回答  2023-05-21
广义相对论的第一个预言,也是它赖以成名的标志,是引力使光线偏折,例如当远方恒星的光在掠过太阳边缘时,其光路会弯曲,从而使这颗恒星的像发生变化。这个预言在1919年巴西索布拉尔日全食时得到了验证,从而轰动了全世界。将这种效应应用到大型宇宙结构之中之后会带来引力透镜效应,这也是广义相对论的一个应用,后来才被证实,即在天文摄像中看上去很接近的几个像实际上来自同一个结构,这些光线虽然在直线传输过程中被某结构阻碍而无法直射地球,但此结构的(巨大)引力作用却使得光线向原结构与地球所成轴线方向发生偏转,表观上很类似于一个凸透镜,故得名引力透镜。
广义相对论最重要的预言是引力波和引力子,其中前者是(大天体的)引力在空间中对其他物体所产生的扰动,后者是传输引力的基本粒子,同样以光速传播。自从2016年美国激光干涉引力波天文台(LIGO)宣布成功探测到引力波以来,引力波作为广义相对论首屈一指的预言得到了明显的关注,引力波的发现甚至与发现电磁波类比,而深入开发过的电磁波为人类带来的通信、电子、信息等技术手段为人类社会的演进产生了革命性的影响。
水星近日点的进动同样是广义相对论的结果,但不能说是预言,因为历史上是首先发现了这种进动之后才想办法去解释,而牛顿力学在这方面无能为力,广义相对论则给出了正确解释,从而才有了进一步研究广义相对论的意义。在20世纪初,一种引力理论只有能够成功解释现有的一切问题(乃至当时已知理论无法解释的问题)才有进一步发展的空间,广义相对论正是在这种负重中稳步前行,成功解释了水星近日点进动后又给出了自己的预言(最直接的就是太阳边缘上恒星的像会变化)。这其实也是任何一种新理论突破修昔底德陷阱的唯一手段,一路披荆斩棘,既能解决既有理论无能为力之处,又能给出自己的预言,最后预言还能得到证实,这样才能立地成佛,否则只会湮灭在历史尘埃之中(例如当时还有人把水星近日点的异常进动状态解释为水星内测还有一颗人类尚未观测到的新行星,其引力造成了这种异常,后来一方面广义相对论得到了承认,另一方面一直无法观测到这样的一颗假想的行星,这种解释很快就销声匿迹了)。
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