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和颜清心的博客  
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740、广义相对论(四)曲率是描述时空弯曲的量
   


欢乐时这世界与你同欢,


饮泣时你只能独自饮泣(惠勒);



曲率是描述时空弯曲的量。





广义13.jpg



(四)引力的来源




在牛顿万有引力中,引力来自物质,


在爱因斯坦理论中,


加进了比牛顿力学更多的内容:


广义相对论中,


物质的质量,不是引力的唯一来源。


广义相对论把‘质量’和‘能量


以及把‘能量和动量’都联系在一起:


质量和能量的连系,


通过 {能量 = 质量×光速平方}


即 通过质能公式E =mc2   来表示。

 

动量公式

 

动量 = 质量×速度( p=mv )

 

就是说

 

在过去,在经典力学

 

动量是物体的质量速度的乘积。

 

例如,一辆卡车拥有很大‘动量’


要使卡车从‘零速’加速到‘移动速度’,


需要用很大的力;


但要使‘重型卡车’从‘移动速度’减速到‘零’,


也需要很大的力;


若卡车轻点或移动速度慢点,


它的动量就会小些。


即。在过去的经典力学中,动量和速度相关。



但是在相对论中,


能量和动量关系比经典力学要复杂,


相对论中,能量和动量的关系式,



如下:


广义21.jpg




其中,E  能量;p  动量;c  光速;m  静质量



相对论中,质量和能量


是描述‘同一个物理量’的两种方法。


通过相对论的质能公式


和通过能量与动量公式,


可以看出


物体的许多属性都能联系到它的能量,


就是说


物体的属性可以通过能量(包括原子分子量)


与质量、动量、压强联系到一起,从而综合形成引力。



(这包括,爱因斯坦把能量和动量,


    联系在一起,形成统一的‘四维动量’)。



于是,


如果能量是引力的来源,那么动量也是,


并且所有那些能联系到能量和动量的物理量,


比如,压强张力*,也都是引力来源的因素。



* 如您所知,所谓‘张力’是由一‘拉长的弦’,


       对施力者所做的反作用力。】



综上所 述,广义相对论中,


质量能量动量压强张力等都是引力的来源。



在数学方程中,


这些量都是、但又只是一个范围更广的物理量的一部


分,这个范围更广的概念,


物理学家名之为“应力-能量张量”。





广义15.jpg



‘应力-能量张量’,包含了时空中一些重要信息


(比如包含了物质、能量和压力的信息)。


这些东西是时空弯曲的来源。


即,应力-能量张量,


描述了能量与动量在时空中的密度和通量(flux),


‘应力-能量张量’是引力场的重要本源,


一如牛顿引力理论,质量是引力场的源一样


(详情后述)。谢谢。





广义11.jpg





  谢谢。


 
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