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如果狭义和广义相对论没有获得严格意义上的论证,那么爱因斯坦也不会成为有史以来最伟大的科学家,但从两者所描述的对象对于围观群众来看,似乎都是极难获得验证的,种花家今天就来介绍下,大神爱因斯塔的狭义相对论和广义相对论中关键论点是如何获得验证的!

爱因斯坦的相对论是如何被验证的?到现在全部获得验证了吗?

一、狭义相对论和广义相对论中都有哪些关键论点

要了解两者是如何获得验证的,当然得先来了解下两者都说了什么,否则可无从谈起,狭义相对论是爱因斯塔在1905年提出的,广义相对论是1915提出的,但在1916年才发表!狭义相对论适用于惯性系,参考的是平直时空,因此爱因斯坦在狭义相对论中的适用性上认为存在极大的不足,因此一直在寻找一种能适用包括惯性系在内的黎曼时空!

1、狭义相对论中的关键论点

质能方程、质速关系、时间膨胀、尺缩效应等

2、广义相对论中的关键论点

时空弯曲、黑洞与引力波等

对于狭义相对论中的激进观点,科学界普遍处于比较保留的态度,但前沿科学家比如刚刚量子力学起步的普朗克等迅速表示接受并不遗余力的支持,正由于大批科学家的影响,科学界从保守很快转为拥护并支持,但对于热门的诺贝尔奖却与之无缘,关键也是评选委员会对于天书般的理论根本不予以采纳,而广义相对论则更为之夸张…..废话多了,咱还是来说说如何验证吧!

其实狭义相对论中的几个关系在当时极难获得实验证据支持,首先真正被验证的反而是广义相对论中的引力弯曲光线的现象,因为在广义相对论发表后的第三年,即1919年5月29日发生了日全食,英国天文学家Arthur Eddington爵士组织的两队科学家分别在西非沿海的普林西比岛和巴西的索布拉尔拍下了整个日食过程,论证引力弯曲光线的事实!

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尽管当时的观测上存在一定的瑕疵,爱丁顿爵士也差点因操之过急而出现纰漏,但最终修正了数据,用加权平均法证明光线确实早于理论值,证明光线被太阳的引力所弯曲!

第二个被普遍论证的是质能方程

当然日本的广岛和长崎成了事实上的被论证的依据,尽管在放射性衰变和核试验早已论证了E=MC^2这一事实,但与任何测试相比,更没有在全世界目睹之下来得更为直接!

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裂变会损失质量,而损失部分的质量遵守质能方程,尽管广岛原子弹仅仅损失了1g的质量,但其所释放的能量高达2万吨TNT当量!

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第三个被验证的理论是黑洞

黑洞是天才史瓦西同志在一战战场上推导出来的天体,理论上存在但事实却陷于条件无法观测,当然先不忙验证,我们先来认识下大神史瓦西!

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居然还有在战场空隙中钻研科学的,你不得不佩服大神的脑洞,也许人家只是拿这个作为闲暇时光的娱乐而已!

爱因斯坦的相对论是如何被验证的?到现在全部获得验证了吗?

天鹅座的X-1一个强烈的双星X射线源,它是1965年被发现的,是人类发现的最早黑洞之一!为何认为其是一个黑洞?因为其吞噬伴星HDE 226868(8.9等的变星,直径大约2500万千米)的恒星物质,爆发出强大的X射线,而根据其引力扰动计算,这个伴星的质量超过了太阳的8.7倍!很明显这是一个黑洞!当然在2019年4月10日晚发布的第一张黑洞照片,则从视觉上再一次证明了爱因斯坦的伟大!

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第四个被验证的是时间膨胀效应

而且这个验证每天都在进行,现代人类已经离不开全球定位系统,不是GPS就是北斗,或者格洛纳斯,再不济还有伽利略和印度日本的局部定位系统,原子钟必须修正速度以及引力造成时间变化,才能更准确的引导地面各种定位应用的准确定位,否则误差可能就会增加到几十米甚至累积错误将会无法使用定位系统!

爱因斯坦的相对论是如何被验证的?到现在全部获得验证了吗?

第五个被验证的是引力波

历时16年,总共耗资达到了5.6亿美元的LIGO引力波天文台验证引力波事件!为爱因斯坦的广义相对论画上了完美的句号!

爱因斯坦的相对论是如何被验证的?到现在全部获得验证了吗?

北京时间2016年2月11日23点30分,物理学家宣布人类首次直接探测到引力波!两台探测器探测到的波形完美契合!

两者几乎就是一致的,直接表明这不是误差,而是来自真正的引力波事件!

关于相对论的未来展望

当年爱因斯坦为修正宇宙膨胀带来的观测“误差”而引入了“宇宙常数”,后来被哈勃请到天文台实际观测后将“宇宙常数”的引力场方程,在暗能量被发现之后,也许可能会被请回来,当然到现在为止并没有证据表明可以这样操作,但事件发展正朝着这个方向前进!假如成真,我不知道您要说什么,但我只想说两个字……你猜猜看?

爱因斯坦的相对论是如何被验证的?到现在全部获得验证了吗?

当然知道您会说还有一个爱因斯坦-罗森桥,也就是传说中的虫洞,当然这并非是相对论中的论点,而是一个假设,当然连爱因斯坦也不太相信这种说法,但也有可能存在,那么如果被证明确实有呢,这下这两个字留给各位想像啦……

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