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可变系时空多线矢物理学 (接 16)
17. 广义相对论
“广义相对论”是因非惯性时空牵引运动产生“时空弯曲”而形成的“引力理论”
牵引运动是,例如:A与B,2个参考系的中心彼此牵引着的
运动。
当以参考系A的中心为坐标系的中心,由A的中心到B的中
心的距离矢量就是相应的引距离矢量。
当坐标系的中心由A的中心转变为B的中心,就发生牵引运
动矢量的变换。
按几何关系,牵引运动矢量的变换应由相应牵引距离矢量的
方向余弦各分量组成,的“正交归一矩阵”决定。
惯性牵引运动,因速度的时间导数=0,而可以由相应的,
牵引速度矢量,的方向余弦各分量组成,的“正交归一矩阵”决定,变换不随时间改变。
非惯性牵引运动, 因有牵引的力,变换随时间改变,实际
上,产生了时空的弯曲。
因而,即使3维空间矢量的经典物理学,也出现,(因为3维空间的非惯性牵引运动也有时空弯曲,而此前未能认识其原因!)长期未能
解决,的诸如:水星近日点进动、3体问题难度,等问题。
各维矢量各有相应的变换矩阵。
经典物理学3维空间各维牵引运动矢量(包括力矢量),的变换都是伽利略变换。
4维时空惯性牵引运动矢量的变换,就是洛伦兹变换,因而,“狭义相对论”以4维时空矢量,解决了经典物理学的危机,并表明:经典物理学只是其v(3)/c可以忽略的近似。
然而,4维时空非惯性牵引运动矢量的变换,就显然不是洛伦兹变换,明显地显示出“时空弯曲”的特性,而通常不变系坐标的“闽可夫斯基矢量”已不能表达相应的运动矢量。
“广义相对论”就不得不放弃矢量,采用曲线坐标、黎曼几何、度归张量 并类比静电场转变为电磁场的规律,导出“引力场方程”。
用“引力场方程”处理一些,对于那些与“波”无关的引力问题,例如:牛顿理论与实测结果显著偏离(因为3维空间的非惯性牵引运动也有时空弯曲,而此前未能认识其原因!)而长期未能解决的(例如;水星近日点的进动);或者分别按两种理论,其结果有显著差异,且可提出实测检验、比较的,精细天体运动引力问题 (例如;光子在引力作用下频率的红移和运动方向的偏折),经实测检验,都表明:即使计及狭义相对论的效应,如果不计及时空的弯曲特性,都不能正确求得大时空范围内非惯性牵引运动系的运动规律。
因而,以上3项实测检验就成为广义相对论的所谓“3大验证”。
这些都显示出,各维矢量(已知3、4维)牵引运动(惯性、非惯性)变换的重要作用。
(未完待续)
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