愛因斯坦場方程,愛因斯坦場方程是怎麼推匯出來的

2021-03-19 18:20:36 字數 5733 閱讀 1102

1樓:匿名使用者

愛因斯坦場方程:r_uv-1/2*r*g_uv=κ*t_uv

(rμν-(1/2)gμνr=8gπtμν/(c*c*c*c) -gμν)

愛因斯坦場方程是怎麼推匯出來的

2樓:萊特資訊科技****

要想匯出這個你首先要認可狹義相對論的兩個假設:1.任一光源所發之球狀光在一切慣性參照系中的速度都各向同性總為c 2.所有慣性參考系內的物理定律都是相同的.

如果你的行走速度是v.你在一量以速度u行駛的公車上.那麼你當你與車同相走時.

你對地的速度為u+v.反向時為u-v.你在車上過了1分鐘.

別人在地上也過了1分鐘--這就是我們腦袋裡的常識.也是物理學中著名的伽利略變幻.整個經典力學的支柱.

該理論認為空間是獨立的.與在其中運動的各種物體無關.而時間是均勻流逝的.

線性的.在任何觀察者來看都是相同的.

而以上這個變幻恰恰與狹義相對論的假設相矛盾.

事實上.在愛因斯坦提出狹義相對論之前.人們就觀察到許多與常識不符的現象.

物理學家洛倫茲為了修正將要傾倒的經典物理學大廈.提出了洛倫茲變換.但他並不能解釋這種現象為何發生.

只是根據當時的觀察事實寫出的經驗公式--洛倫茲變換--而它卻可以通過相對論的純理論推倒出來.

這個不能帖圖.不然我把公式給你帖出來.你可以自己到網上去查一下洛倫茲變換的公式.

然後根據這個公式又可以推倒出質速關係.也就是時間會隨速度增加而變慢.質量變大.

長度減小.公式寫起來也很麻煩.我只寫一個質量的.

其他你可以到網上查到--m=m0/sqr(1-v^2/c^2).

其中sqr是開根號的意思.m是該物體的實際質量.而m0為靜止質量.m-m0就是物體的通過運動所多出來的質量.

一個物體的實際質量為其靜止質量與其通過運動多出來的質量之和.

當外力作用在靜止質量為m0的自由質點上時.質點每經歷位移ds.其動能的增量是dek=f·ds.

如果外力與位移同方向.則上式成為dek=fds.設外力作用於質點的時間為dt.

則質點在外力衝量fdt作用下.其動量增量是dp=fdt.考慮到v=ds/dt.

有上兩式相除.即得質點的速度表示式為v=dek/dp.亦即 dek=vd(mv)=v^2dm+mvdv.

把愛因斯坦的質量隨物體速度改變的那個公式平方.得m^2(c^2-v^2)=m02c^2.對它微分求出:

mvdv=(c^2-v^2)dm.代入上式得dek=c^2dm.上式說明.

當質點的速度v增大時.其質量m和動能ek都在增加.質量的增量dm和動能的增量dek之間始終保持dek=c^2dm所示的量值上的正比關係.

當v=0時.質量m=m0.動能ek=0.

據此.將上式積分.即得∫ek0dek=∫m0m c^2dm(從m0積到m)ek=mc^2-m0c^2

上式是相對論中的動能表示式.愛因斯坦在這裡引入了經典力學中從未有過的獨特見解.他把m0c^2叫做物體的靜止能量.

把mc^2叫做運動時的能量.我們分別用e0和e表示:e=mc^2 .

e0=m0c^2

3樓:匿名使用者

1.愛因斯坦場方程:刻上真空場方程式的紀念硬幣r_uv-1/2*r*g_uv=κ*t_uv(rμν-(1/2)gμνr=8gπtμν/(c*c*c*c)-gμν)說明:

g_uv為度規,κ為係數,可由低速的牛頓理論來確定。"_"後字母為下標,"^"後字母為上標。意義:

空間物質的能量-動量(t_uv)分佈=空間的彎曲狀況(r_uv)解的形式是:ds^2=adt^2+bdr^2+cdθ^2+ddφ^2式中a,b,c,d為度規g_uv分量。考慮能量-動量張量t_uv的解比較複雜。

最簡單的就是讓t_uv等於0,對於真空靜止球對稱外部的情況,則有施瓦西外解。如果是該球體內部的情況,或者是考慮球體軸對稱的旋轉,就稍微複雜一點。還有更復雜的星雲內部或外部的情況,星雲內部的星球還要運動、轉動等。

這些因素都要影響到星雲內部的曲面空間。2.含宇宙常數項的場方程:

r_uv-1/2*r*g_uv+λ*g_uv=κ*t_uv此處的λ是宇宙常數,其物理意義是宇宙真空場。λ*g_uv為宇宙項。如果從數學上理解的話,則上面的場方程也可解出下面的形式:

ds^2=adt^2+bdr^2+cdθ^2+ddφ^2[1]式中a,b,c,d為度規g_uv分量。這裡的ds就是表達空間彎曲程度的一小段距離。同時因為4維空間與時間有關,ds隨時間也會變化。

這時,如果沒有宇宙項,ds隨時間是增大的,宇宙就是膨脹的。如果加了宇宙項,選取適當的λ值,ds不隨時間變化,宇宙就是穩定的。如果從物理意義上理解的話,把宇宙項移到式右邊,則是:

r_uv-1/2*r*g_uv=κ*t_uv-λ*g_uvλ項為負值,起到了斥力的作用,即宇宙真空場與普通物質場之間存在著斥力。宇宙項和通常物質場的引力作用起到了平衡的作用,所以可得到穩定的宇宙解。

4樓:匿名使用者

要將這些物質完全變成能量,除非是正、反物質相遇後湮沒,質量完全能變成能量。一般是不可能實現的。目前的重原子核裂變成兩個以上的較小原子核時,有一個質量差,這部分質量差就是放出的裂變核能。

輕原子的聚變反應屆是這樣:輕核聚變成一個較重核時,也有一部分質量差,就是放出的聚變核能。

愛因斯坦廣義相對論的場方程,求大神指點

5樓:聽ooo晨

場方程:r_uv-1/2*r*g_uv=κ*t_uv(rμν-(1/2)gμνr=8gπtμν/(c*c*c*c) -gμν)

這是一個二階張量方程,r_uv為裡契張量表示了空間的彎曲狀況,t_uv為能量-動量張量,表示了物質分佈和運動狀況,g_uv為度規,κ為係數,可由低速的牛頓理論來確定,"_"後字母為下標,"^"後字母為上標。

方程意義:空間物質的能量-動量(t_uv)分佈=空間的彎曲狀況(r_uv)

擴充套件資料

愛因斯坦引力場方程的性質:

1.場方程為非線性的,愛因斯坦場方程的非線性特質使得廣義相對論與其他物理學理論迥異。舉例來說,電磁學的麥克斯韋方程組跟電場、磁場以及電荷、電流的分佈是呈線性關係(亦即兩個解的線性疊加仍然是一個解)。

2.透過弱場近似以及慢速近似,可以從愛因斯坦場方程退化為牛頓重力定律。事實上,場方程中的比例常數是經過這兩個近似,以跟牛頓重力理論做連結後所得出。

參考資料

6樓:命運終點

愛因斯坦引力場方程是一個二階非線性偏微分方程,其形式為rab-1/2*gab*r=8πtab

式中,rab為裡奇張量,為黎曼曲率張量的上標和第二下標縮並後的結果,協變向量場的兩次協變導數交換次序後相減即為黎曼曲率張量對協變向量的作用;gab為度規張量,描述時空中兩點的距離,是該方程的待求量,它的分量是基矢的內積;tab是能動張量,是描述物質運動情況的量,對於不同的物質tab取不同形式,比如鬆散的連續流體其能動張量形式為tab=ρvavb,其中ρ是密度場,va,vb是用度規降指標的四速度場。

之所以說該方程是二階,是因為rab中包含度規gab的二階導數。

該方程的構建並非通過嚴格的數學推導,而是類似薛定諤方程的構建那樣,有半猜的性質。愛因斯坦當年構建該方程大致採取瞭如下的思路:

首先根據等效原理推出基本結論:即物質的運動影響時空分佈,而時空分佈反過來制約物質的運動。因此引力場方程一端需含物質項,顯然能動張量可以充當這一重任,因為他很能描述物質的運動狀況;方程的另一端是時空項,首先要包含度規張量這一待求量,其次因為能動張量對稱且其協變散度恆為0,時空項張量也應該對稱且協變散度恆為0。

經過了初期的彎路後,愛因斯坦終於找到了時空項張量的表達形式,即rab-1/2*gab*r,因而後世把這個張量叫**因斯坦張量。再通過弱場近似的條件下場方程退化為泊松方程確定場方程的係數,愛因斯坦引力場方程最終完成構建。

愛因斯坦場方程的概述

7樓:黃昏

1.愛因斯坦場方程:r_uv-1/2*r*g_uv=κ*t_uv

(rμν-(1/2)gμνr=8gπtμν/(c*c*c*c) -gμν)

說明:g_uv為度規,κ為係數,可由低速的牛頓理論來確定。_後字母為下標,^後字母為上標。

意義:空間物質的能量-動量(t_uv)分佈=空間的彎曲狀況(r_uv)

解的形式是:ds^2=adt^2+bdr^2+cdθ^2+ddφ^2

式中a,b,c,d為度規g_uv分量。

考慮能量-動量張量t_uv的解比較複雜。最簡單的就是讓t_uv等於0,對於真空靜止球對稱外部的情況,則有施瓦西外解。如果是該球體內部的情況,或者是考慮球體軸對稱的旋轉,就稍微複雜一點。

還有更復雜的星雲內部或外部的情況,星雲內部的星球還要運動、轉動等。這些因素都要影響到星雲內部的曲面空間。

2.含宇宙常數項的場方程:

r_uv-1/2*r*g_uv+λ*g_uv=κ*t_uv

此處的λ是宇宙常數,其物理意義是宇宙真空場。λ*g_uv為宇宙項。

如果從數學上理解的話,則上面的場方程也可解出下面的形式:

ds^2=adt^2+bdr^2+cdθ^2+ddφ^2

式中a,b,c,d為度規g_uv分量。

這裡的ds就是表達空間彎曲程度的一小段距離。同時因為4維空間與時間有關,ds隨時間也會變化。這時,如果沒有宇宙項,ds隨時間是增大的,宇宙就是膨脹的。

如果加了宇宙項,選取適當的λ值,ds不隨時間變化,宇宙就是穩定的。

如果從物理意義上理解的話,把宇宙項移到式右邊,則是:

r_uv-1/2*r*g_uv=κ*t_uv-λ*g_uv

λ項為負值,起到了斥力的作用,即宇宙真空場與普通物質場之間存在著斥力。宇宙項和通常物質場的引力作用起到了平衡的作用,所以可得到穩定的宇宙解。

如何使用愛因斯坦場方程?

8樓:路戍人

1.愛因斯坦場方程:

刻上真空場方程式的紀念硬幣

r_uv-1/2*r*g_uv=κ*t_uv

(rμν-(1/2)gμνr=8gπtμν/(c*c*c*c) -gμν)

說明:g_uv為度規,κ為係數,可由低速的牛頓理論來確定。"_"後字母為下標,"^"後字母為上標。

意義:空間物質的能量-動量(t_uv)分佈=空間的彎曲狀況(r_uv)

解的形式是:ds^2=adt^2+bdr^2+cdθ^2+ddφ^2

式中a,b,c,d為度規g_uv分量。

考慮能量-動量張量t_uv的解比較複雜。最簡單的就是讓t_uv等於0,對於真空靜止球對稱外部的情況,則有施瓦西外解。如果是該球體內部的情況,或者是考慮球體軸對稱的旋轉,就稍微複雜一點。

還有更復雜的星雲內部或外部的情況,星雲內部的星球還要運動、轉動等。這些因素都要影響到星雲內部的曲面空間。

2.含宇宙常數項的場方程:

r_uv-1/2*r*g_uv+λ*g_uv=κ*t_uv

此處的λ是宇宙常數,其物理意義是宇宙真空場。λ*g_uv為宇宙項。

如果從數學上理解的話,則上面的場方程也可解出下面的形式:

ds^2=adt^2+bdr^2+cdθ^2+ddφ^2[1]

式中a,b,c,d為度規g_uv分量。

這裡的ds就是表達空間彎曲程度的一小段距離。同時因為4維空間與時間有關,ds隨時間也會變化。這時,如果沒有宇宙項,ds隨時間是增大的,宇宙就是膨脹的。

如果加了宇宙項,選取適當的λ值,ds不隨時間變化,宇宙就是穩定的。

如果從物理意義上理解的話,把宇宙項移到式右邊,則是:

r_uv-1/2*r*g_uv=κ*t_uv-λ*g_uv

λ項為負值,起到了斥力的作用,即宇宙真空場與普通物質場之間存在著斥力。宇宙項和通常物質場的引力作用起到了平衡的作用,所以可得到穩定的宇宙解。

愛因斯坦是誰啊,愛因斯坦是誰

愛因斯坦是德裔美國物理學家 擁有瑞士國籍 思想家及哲學家,猶太人,現代物理學的開創者和奠基人,相對論 質能關係 的提出者,決定論量子力學詮釋 的捍衛者 振動的粒子 不擲骰子的上帝。1999年12月26日,愛因斯坦被美國 時代週刊 評選為 世紀偉人 愛因斯坦是誰 阿爾伯特 愛因斯坦 德語 albert...

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