摘要:根据广义相对论,时空的弯曲程度是与质量有关系,因此,需要利用大质量的天体产生的时空弯曲对这个理论进行验证。于是,爱因斯坦通过他的理论预言,恒星所发出的光会因为天体的影响而发生弯曲,因此,我们所看见的恒星与它的实际位置会存在偏差。

爱因斯坦作为一名科学巨匠被很多人所崇拜,他在1905年连续发表了5篇论文,提出了光量子的概念并创立了狭义相对论,之后也因他发现的光电效应获得诺贝尔奖,而众人对爱因斯坦崇拜的原因可能并不是因为他发现了光电效应,可是他在“广义相对论”中的时空观。在1916年,爱因斯坦在《物理学杂志》上发表了《广义相对论的基础》,从而创立了“广义相对论”。广义相对论作为一种全新的理论以及它具有深奥的数学原理,在当时几乎没有几个人能够理解。



爱因斯坦最擅长的就是做“思想实验”,并依靠他的理论进行了很多预言,在1905年,爱因斯坦就曾得到了一个关于质量与能量关系的方程式,它就是大名鼎鼎的质能方程,E=mc2,他揭示了质量与能量是同一个物质的不同表现,质量可以转变成能量,能量也可以转变成质量。根据这个公式我们可以知道,即使是很小的质量,也可以转换成巨大的能量。后来这一结论也被后来发明的原子弹爆炸理论所证实,之后成为了原子能利用的理论基础。而后来,爱因斯坦更是成为了真真正正的“预言家”,种种预言皆被证实。


在后来发现的广义相对论中,爱因斯坦认为,空间和时间不仅与运动有关,而且与物质的质量、分布状态有关。任何具有质量的物体周围,都会产生引力场。在强引力场的作用下,时间与空间都会发生弯曲,质量越大,时间和空间弯曲的越厉害。这个理论在当时引发了不小的轰动。

在那之前,人们普遍认为物质之间存在的是万有引力的作用,它让人们理解了苹果为什么会掉落在地上,地球为什么会绕着太阳转,并且人们已经精确的测量到了万有引力常数G。我们所观察到的一切事物,似乎都精确的符合了这个规律。这个理论被认为是完美的、精确的理论。在那个时候,人们虽然能够承认这个物理规律,但让人们疑惑的是,万有引力的本质是什么?这个问题即使是牛顿也无法解释。


光线弯曲预言

那么爱因斯坦在1916年提出了他的广义相对论,虽然这个理论几乎没有人能够理解,但理论是否正确,是需要通过实验进行验证的。根据广义相对论,时空的弯曲程度是与质量有关系,因此,需要利用大质量的天体产生的时空弯曲对这个理论进行验证。于是,爱因斯坦通过他的理论预言,恒星所发出的光会因为天体的影响而发生弯曲,因此,我们所看见的恒星与它的实际位置会存在偏差。但由于这个偏差的角度非常小,需要在一些特殊的时候才能检测到。后来人们预测到1919年的5月29日在赤道地区会发生日全食现象,这个现象正好用来验证爱因斯坦的理论。因此在这个现象将要到来之前,科学家在北美和南美分别建立了观测点,在那天拍下了其它天体发出的光经过太阳周边的照片,

爱因斯坦在四年前通过他的计算,得出了偏差角度为1.75弧秒。而这次观测,科学家发现星光在经过太阳附近时的确发生了偏移,并且观测到的结果与爱因斯坦在四年前预测的结果相差无几。

这一消息在那个时候引起了全世界的轰动,因为这完全打破了人们对牛顿时空观的认知,在那年的12月14日,爱因斯坦的照片刊登在《柏林画报》的封面上。爱因斯坦也在那一夜之间成为了全世界最著名的人物。


引力红移预言

这一次验证让人们重新认识了爱因斯坦的广义相对论。光线弯曲只是当时爱因斯坦预言中的一个,同样的,他还通过他的理论预言了:引力场很强的发光星体发出的光会向红色光谱方向偏移。后来这个预言在也1924年的天文观测中被证实。

在爱因斯坦的理论中,引力已经不复存在,天体的运动轨迹并不是因为受到外力的作用,而是它在弯曲空间自由运动的轨迹,它们的运动只是它们的惯性运动,并不是因为受到万有引力的束缚。

不得不说爱因斯坦的思想是多么的超前,爱因斯坦的出现直接颠覆了人类的时空观,让我们知道了时间并不是绝对的,一成不变的,而是相对的,相互影响的,广义相对论已经得到了世人的认可。广义相对论现在成为了人类研究外太空有力的工具,人类未来对于这个世界的认知因为爱因斯坦相对论的影响也将会越来越清晰。

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