谢邀 。我年青时特欣赏相对论爱因斯坦相对论简单解释,如获至宝,如痴如醉 。随着阅历与不断反思,才觉得如人泥潭,如梦初醒:它就是绣拳花腿的空架,是搞乱理论物理的总根源 。
![爱因斯坦相对论简单解释 谁能简述爱因斯坦相对论?](http://img.zhejianglong.com/230227/123613D47-0.jpg)
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狭义相对论的要害把牛顿的静止参照系换成爱氏的运动参照系,虽然异曲同工,光速不变没错,洛伦兹变换没错,因为参照系可任选 。“相对的参照系vs相对的解析式”,“不同参照系vs不同解析式”,这才是相对论的本义,不是爱因斯坦的特权 。选择最好的参照系,本该是物理学家的良心 。
参照系变换因子:1/√(1-v2/c2),v是参照系的速度 。推导质能方程时,先用静止参照系,而后换成运动参照系,积分时把初始质量(m≠0)偷换成静止质量(m=0) 。质能方程是不成立的 。
第一段:根据经典论,设外力F作用在质量m的物系上,在dt瞬间,dp=Fdt,有①:dt=dp/F 。同时ds,有②:dE=Fds=Fvdt,将①代入②有③:dE=vdp=vd(mv)=v2dm0+mvdv 。
第二段:根据狭义论:m=m0/√(1-v2/c2),得m2(c2-v2)=m02c2,两边微分后,有④:mvdv=(c2-v2)dm 。将④代入③得:dE=c2dm,两边积分有⑤:?dE=?c2dm(m0→m),则E=mc2-m0c2 (=ΔE=E-E0) 。
点评:第一段与第二段的参照系截然不同,违背同一律 。第⑤积分下限m0(=0)是第一段的初始质量m(≠0),此处对质量的积分显然牵强附会 。
例1:分析列车(匀直v)上乘客(质量m)运动状态 。比较经典论与狭义论,孰优孰劣见分晓 。
按经典论分析:以乘客任意空间点为静止参照系,乘客连同列车一起做匀直运动,不必考虑乘客与列车之间的内力 。乘客连同列车一起受到铁轨摩擦力(f)与牵引力(F)作用 。有方程:F-f=ma=0,乘客速度(v\\’)=列车速度(v),其动能Ek=?mv2 。
按狭义论分析:以运动的列车为参照系,乘客与列车相对静止,但乘客速度(v\\’)≠列车速度(v),需要相对论因子:v\\’=v/√(1-v2/c2),其动能Ek=?mv\\’2=?m(v/√(1-v2/c2))2 。
显然,经典动力学体系,选择静止空间为参照系,简洁明快 。狭义相对论选择运动质点为参照系,虽然异曲同工,但累赘造作 。
真正的质能方程,可以直接用牛顿第二定律推导出来:电子与质子的自旋或转动惯量,反映粒子内秉的引力质量、引力势能、电偶极子、电荷、自旋角动量(动量矩) 。以下简推:
由于光速空间涟漪的摩擦啮合,电子与质子以光速自旋,其半径处的引力势能:Ep=(mc2/R)R=mc2 。电子的引力势能:Ep=9.1e-31c2=0.51MeV,质子的引力势能:Ep=1.73e-27c2=938MeV 。
广义相对论的要害广义相对论以电梯自由落体思想实验为引子,以非惯性系为参照系,以张量场为基础,否定真空物质性,而引力场方程难解难分 。
例2.分析自由落体电梯乘客的运动状态 。比较经典论与广义论,孰优孰劣见分晓 。
按经典论分析:以乘客空间任意点为静止参照系,乘客(质量为m)连同电梯一起做自由落体,不必考虑乘客与电梯之间的内力 。乘客只受地球重力作用:G=mg,随着地球重力半径的变化(ΔR),乘客释放能量:ΔE=mgΔR 。
按广义论分析:以加速运动的电梯为运动参照系,乘客受到底板弹力(N)与地球重力(G)保持静止状态,与电梯是否惯性参照系无关,即:G-N=ma=0,乘客释放能量:ΔE=0 。
显然:经典动力学分析,选择静止空间为参照系符合人择原理,乘客的确像一个炮弹在坠落 。广义相对论选择加速电梯为参照系,说乘客静止,不释放能量,违背应有的直觉 。
爱因斯坦的引力场方程有两种,A式是否定真空介质的膨胀宇宙模式,B式是承认真空的绝对宇宙模式,但爱因斯坦举棋不定,还是放弃了宇宙真空场 。A式:Gμv=Rμv-?gμvR=(8πG/c^4)Tμv 。B式:Gμv=Rμv-?gμvR=(8πG/c^4)Tμv-Λgμv 。其中:
引力张量Gμν,爱因斯坦模仿(抄袭)牛顿动力学体系的泊松方程▽2Φ=4πρ,或△φ=f,即(?2/?x2+?2/?y2+ ?2/?z2)φ(x,y,z) =f(x,y,z),其中:△是拉符=哈符▽的平方,f 和 φ 可以是欧氏空间流形上的实数或复数值方程 。f=0时是拉普拉斯方程△φ=0即?2φ/?x2+?2φ/?y2+?2φ/?z2=0,是不含时的椭圆型的线性方程 。若无引力场:△Φ=0;若有引力场:△Φ=f,f是引力场质量分布,适合电场/磁场/热场分布 。
里奇张量Rμν:是黎曼曲率Rμνρσ矩阵的迹 。R是曲率,R=g^λk*Rλk 。
能动张量Tμν:张量与坐标系无关,无物理意义 。四维4×4=16分量:①能量密度T00,②动量密度T/01/02/03/10/20/30,③应力张量T11/12/13/21/22/23/31/32/33 。
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