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740、廣義相對論(四)曲率是描述時空彎曲的量 2019-03-19 19:07:21


歡樂時這世界與你同歡,


飲泣時你只能獨自飲泣(惠勒);



曲率是描述時空彎曲的量。





廣義13.jpg



(四)引力的來源




在牛頓萬有引力中,引力來自物質,


在愛因斯坦理論中,


加進了比牛頓力學更多的內容:


廣義相對論中,


物質的質量,不是引力的唯一來源。


廣義相對論把‘質量’和‘能量


以及把‘能量和動量’都聯繫在一起:


質量和能量的連繫,


通過 {能量 = 質量×光速平方}


即 通過質能公式E =mc2   來表示。

 

動量公式

 

動量 = 質量×速度( p=mv )

 

就是說

 

在過去,在經典力學

 

動量是物體的質量速度的乘積。

 

例如,一輛卡車擁有很大‘動量’


要使卡車從‘零速’加速到‘移動速度’,


需要用很大的力;


但要使‘重型卡車’從‘移動速度’減速到‘零’,


也需要很大的力;


若卡車輕點或移動速度慢點,


它的動量就會小些。


即。在過去的經典力學中,動量和速度相關。



但是在相對論中,


能量和動量關係比經典力學要複雜,


相對論中,能量和動量的關係式,



如下:


廣義21.jpg




其中,E  能量;p  動量;c  光速;m  靜質量



相對論中,質量和能量


是描述‘同一個物理量’的兩種方法。


通過相對論的質能公式


和通過能量與動量公式,


可以看出


物體的許多屬性都能聯繫到它的能量,


就是說


物體的屬性可以通過能量(包括原子分子量)


與質量、動量、壓強聯繫到一起,從而綜合形成引力。



(這包括,愛因斯坦把能量和動量,


    聯繫在一起,形成統一的‘四維動量’)。



於是,


如果能量是引力的來源,那麼動量也是,


並且所有那些能聯繫到能量和動量的物理量,


比如,壓強張力*,也都是引力來源的因素。



* 如您所知,所謂‘張力’是由一‘拉長的弦’,


       對施力者所做的反作用力。】



綜上所 述,廣義相對論中,


質量能量動量壓強張力等都是引力的來源。



在數學方程中,


這些量都是、但又只是一個範圍更廣的物理量的一部


分,這個範圍更廣的概念,


物理學家名之為“應力-能量張量”。





廣義15.jpg



‘應力-能量張量’,包含了時空中一些重要信息


(比如包含了物質、能量和壓力的信息)。


這些東西是時空彎曲的來源。


即,應力-能量張量,


描述了能量與動量在時空中的密度和通量(flux),


‘應力-能量張量’是引力場的重要本源,


一如牛頓引力理論,質量是引力場的源一樣


(詳情後述)。謝謝。





廣義11.jpg





  謝謝。


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