首先我们说,平和不平,平和弯曲,这个都是可以通过测量的手段得到的,不是谁说平就平,谁说不平就不平。
至于空间,为什么爱因斯坦的广义相对论说是弯曲的,因为以前人类从来就没有想过空间这东西会弯曲,这就是爱因斯坦为什么很伟大的原因。
如果有一张球桌,两个人在打球,乒乓球在上面乱蹦,对面接不到球,也无法判断方向,可以证明这个球桌是凹凸不平的。
空间弯曲的道理也与此类似,如果按照空间平直的来测量一些物理学现象,会发现这个物理学现象是不对的。
但是这里有一个问题,开始大家都没有想到过空间是弯曲的,所以也没有去找这些物理现象。
所以空间弯曲不是爱因斯坦想出来的,爱因斯坦开始也想不出来,是数学推导的结果。
第1个物理学现象,星光弯曲。
也就是爱因斯坦广义相对论刚刚推导出来不久,为了验证广义相对论,爱丁顿爵士专门做了星光的弯曲实验。
如果空间是弯曲的,被太阳挡住的恒星发出来的光,经过太阳附近的时候就会发生偏转。
经过测量,发现被太阳挡住的恒星我们确实可以看见,而且光线弯曲的角度和广义相对论预言的是一样的。
这是空间弯曲的,第1个直接性的证据。
后来,人类的望远镜能够探测到更遥远的星空,会看到一些很奇怪的景象,就是会发现一些环形的星系。
所以说,空间弯曲并不是我们相信存在或者是不相信存在,而是确实存在。
科学对于科学家的要求是非常严格的,严格到令人发指的程度。
科学的严格要求,必须一网打尽,没有任何的漏洞。
有些漏洞是常人可以忽略的,但是科学不能忽略,就比如说准确度高达99.9%算不算正确,这个科学上不一定正确。
第2个空间弯曲的证据,空间可被拉伸和压缩。
广义相对论的推论,空间能够被弯曲都是小意思,空间还可以被压缩。
如果从太空发出一束激光到地球,这个激光的波长会变短。
就是说光线离开引力场的时候会出现红移现象,像红外线一边偏转,进入引力场的时候会出现蓝移现象,像蓝光一边偏转。
这些都是做过了实验,而且天文学上的观测也有无数的证据。
为什么黑洞周围的吸积盘都是那种红不拉叽的,就是因为他这个光线要从引力场中绕出来、射出来,波长会被拉长,那怕刚发射的时候是蓝光,我们看到眼里面已经变成了红光。
如果相互矛盾,那么就证明某一个理论是错的,光线在引力场中的红移现象和量子力学的观点是相同的。
根据量子力学,光线和电磁波都不是波,而是一个一个的光子。光子的能量和频率有关,光离开引力场的时候,相当于光子在引力场中要做功,必然要损失能量,这就导致了频率降低,波长增加。
反过来也可以推论出,光线如果进入引力场,被引力场拉扯,能量要增加,频率升高,波长变短。
如果广义相对论被推翻会发生什么?
广义相对论基本上是一个物质跟时空互作用的万有理论。
正因为它包罗万象,所以它的用途非常的广,不仅可以用在研究恒星的演化,还可以用来研究宇宙的演化。
在空间弯曲的测量上面,广义相对论的计算精度和实际测量无限吻合,没有任何破绽。
就是说广义相对论是走了两个极端,准确的极其准确,不准确的一点也不准。
即便如此,抛弃广义相对论是做不到的,因为广义相对论,牛顿力学和狭义相对论,这是同一个理论的不同形式。
牛顿力学描述的是物质的运动规律,在伽利略变换下运动规律的不变性;狭义相对论描述的是物质的运动规律,在洛伦兹变换下运动规律的不变性;广义相对论描述的是物质的运动规律,在任意坐标系下运动规律的不变性。
也就是说推翻广义相对论的后果,等价于推翻F等于ma,等价于推翻牛顿定律,等价于推翻物理学建立的所有基础。
所以说空间弯曲虽然很难以理解,但是从牛顿第1次建立物理学规律以来,就隐含了这个推论。
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