寻找“时空原子”

爱因斯坦的广义相对论说，宇宙源自奇点大爆炸。但这理论并不具备完善的时空量子结构，因此，我们无从得知物质紧密汇聚的极限与引力强度的范围。物理学家需要一套新的量子引力理论，才能明了究竟发生了什么事情。     

宇宙探索十九、暗能量的幽灵

爱因斯坦的失策 幽灵般的暗能量,曾经造成爱因斯坦的双重失策.这到底是怎么回事,让我们从头说起. 1915年,爱因斯坦完成了包含了引力的相对论--广义相对论.这是关于空间、时间和物质运动之间相互关系的理论.爱因斯坦把它们之间的复杂关系高度浓缩在一个简单的公式(即引力场方程)中,公式两边的含义是,物质使时空弯曲,弯曲时空告诉物质如何运动.     

引力探测器-B入轨

引力探测器-B(GP-B)卫星于2004年4月19日发射,基本目的是验证爱因斯坦的广义相对论。爱因斯坦于1915年就提出了广义相对论,认为引力场的存在影响时空的几何形状,这个效应似乎使得空间一时间弯曲。根据这个理论,有两位科学家在1918年通过计算得出结论：一个旋转的大质量物体将缓慢地拖曳其周围的时空,这种效     

奇点,宇宙万物的开端

世界上各种宗教、神话、传说及某些古老的哲学把宇宙看成七重天、九层天、元极、皇极,其大无外,其小无内等.爱因斯坦广义相对论独自预言,时空开始于大爆炸奇点,并将结束于大嘎扎或黑洞奇点.目前发展最完善的宇宙模型是建立在广义相对论和大爆炸理论基础上的“标准宇宙模型”,主要概念是:大约200亿年     

宇宙探索——十九、暗能最的幽灵

爱因斯坦的失策 幽灵般的暗能量，曾经造成爱因斯坦的双重失策这到底是怎么回事，让我们从头说起。 1915年，爱因斯坦完成了包含了引力的相对论——广义相对论，这是关于空间、时间和物运动之间相互关系的理论。爱因斯坦把它们之间的复杂关系高度浓缩在个简单的公式（即引力场方程）中，公式两边的含义是，物质使时空弯曲，弯曲时空告诉物质如何运动。     

引力理论发展的新契机

牛顿的划时代巨著《论自然哲学的数学原理》中曾记载了牛顿对万有引力的一段评述：迄今为止，我只是用引力解释月球绕地球的运动及潮汐现象，引力的本质是什么尚未可知，引力是客观存在的，这就足够了。在牛顿谢世之后的三个多世纪中，人类从没有停止对引力理论及引力本质的探索。２０世纪２０年代，爱因斯坦基于物质的引力质量与惯性质量的等效性，建立了文广义相对论，使人类对引力理论的发展迈入了一个新高度。但是，广义相对论对引力的描述仍然是“惟象”的，即引力是由于空间的弯曲造成的。但空间的弯曲为什么会形成引力及引力传播的载…     

X射线脉冲星自主导航的光子到达时间转换

根据广义相对论的后牛顿近似时空理论, 在忽略太阳系天体自转和扁率的情况下, 详细推导出X射线脉冲星自主导航中, 光子到达观测航天器和太阳系质心的时间差值, 它是对现行公式的修正．导出了质心坐标时与航天器固有时的变换关系, 根据这一关系, 建议在脉冲星导航的工程设计中可以仿照GPS, 将航天器携带时钟作频率调整, 从而有利于工程计算.      

引力和电磁力的对话

引力是人类最早认识的一种相互作用。1687年出版的牛顿的划时代巨著《论自然哲学的数学原理》一书中描述了引力作用的基本形式,但是引力的本源是什么,却一直没有找到答案。1915年,爱因斯坦基于物质的惯性质量与引力质量的等效性建立了广义相对论,广义相对论用时空的弯曲来解释引力的本质,但是,这仍然是一种表面的描述,没有触及引力     

宇宙探索100问

什么叫量子引力论 量子引力论是将广义相对论与量子理论结合起来的理论,它包括引力场、电磁场和其他所有与基本粒子相关的力场,实际上,量子引力论是把量子场论推广到涉及时空的引力中。量子引力论认为,在小于106厘米的最初宇宙中,引力起支配作用,时空像能量和物质一样,是由颗粒组成的,引力是量子化的,它的量子过程可使时空突然膨胀起来,这样,量子引力论准许时空自发地、没有原因     

宇宙诞生的瞬间究竟发生了什么？

2014年3月17日，新华社发出一条醒目的报道。称美国航空航天局设在南极的BICEP2望远镜找到了理论所预言的、宇宙大爆炸在宇宙微波背景上留下的痕迹（指引力波）。按现今流行的宇宙大爆炸理论，在宇宙刚出生的10弘秒发生了暴胀，到10“秒时，宇宙空间瞬间扩大了10拍倍。理论家说。在暴胀结束时必将产生引力波，这是一种空间的波纹，也是爱因斯坦广义相对论的一个重要预言。光子碰到引力波时将产生偏振。而BICEP2望远镜探测到的，正是这一偏振的图谱。     

相对论遭到质疑

宇宙的基础结构是时间和空间，但这两者既看不到又摸不着。我们能感知的只是它们的力——引力。爱因斯坦的广义相对论把这两者结合起来。称为时空,成为现代物理学中最具权威的一个概念。     

引力量子化的荆棘路

1916年，爱因斯坦基于物质的惯性质量与引力质量的等效性建立了广义相对论。广义相对论用时空的弯曲来解释引力的作用，但引力的真正传播载体是什么仍然是未知的。之后．爱因斯坦对引力场方程做了近似的线性化处理，得出一个重要的结论：引力如同电磁波一样．是靠引力波来传     

空间计量中长度单位和距离测量

长度单位定义是建立在光直线传播、光速在真空中为常数,以及光速各向同性的理论基础上,二维球面上的直线,在三维空间中是弯曲的测地线;三维空间的直线,在四维时空中也是弯曲的测地线。长度单位的定义是否适用四维时空呢？SI秒和SI米的定义适用于全域时空,但使用它们必需明确原时和坐标时的区别。爱因斯坦的狭义相对论以及光速不变原理只适用于惯性系,不适用于非惯性系。本文以转盘上的非惯性坐标系为例,利用广义相对论的坐标变换和时空度规运算,揭示了非惯性坐标系上的时空弯曲和光的非直线传播现象。计算了非惯性坐标系上Sagnac效应对卫星和地面站双向测距的影响,初步研究表明空间测量范围从局域推广到全域的话,诸如引力红移、相对速度效应、Sagnac效应等将会成为空间长度测量不确定度的影响因素,因此空间计量理论必须建立在广义相对论基础之上,用四维时空观念理解空间距离测量问题。     

捕捉时空旋涡——“引力探测B”检验广义相对论

距地球表面约640千米的"引力探测B"卫星正在正常运转.如果一切顺利,它将收集到一批科学家期待了近90年、筹划了约半个世纪的数据,以检验广义相对论所预言的某种时空扭曲是否真的存在.     

宇宙中最怪异的东西

引力波是根据爱因斯坦广义相对论预言的时空结构的变形。引力波以光速传播，但是引力波的强度很微弱，以至于科学家只能探测被强烈宇宙事件制造的引力波。     

甩不掉的错误

1917年初,爱因斯坦发表了一篇后来颇令他后悔的文章.题目是<广义相对论的宇宙学探讨>.他在这篇文章中修正了自己在一年多前费尽心思才找到的重力方程式.他在1916年初曾经向好朋友艾伦费斯特说:"想象一下,当我发现一般性的坐标协变是可能的,而且方程式可以得到水星近日点正确的运动时是多么的喜悦,有好几天我兴奋得不能自己."     

《易经》宇宙探秘——《易经》与当代科学的故事

时间的起点和终点 爱因斯坦广义相对论中出现的时空曲率无限大的“奇点”．显然预言了时间有起点和终点。宇宙是从“奇点”爆炸诞生的．那就是宇宙的开端。即时间的起点。     

自旋黑洞周围的弯曲时空

广义相对论描述质量和能量如何引起时空弯曲。这个计算是复杂的，因此。爱因斯坦方程的精准解很罕见。1963年。《物理评论快报》刊登了一个非常重要的爱因斯坦方程的解。后来的分析表明。这个解是对自旋黑洞周围弯曲时空的独特描述。由于所有的黑洞都在自旋，所以这个解在天体物理学家研究黑洞行为及黑洞附近的物质活动时是必不可少的。     

多普勒跟踪测量用于时空引力检验的尝试:(Ⅰ)理论建模

作为多普勒跟踪测量用于时空引力检验的尝试,在多普勒建模过程中加入了对于局部洛仑兹不变性(LLI)以及局部位置不变性(LPI)的检验参数。LLI/LPI是包括广义相对论在内的任何度规引力理论的基石。通过迭代求解多普勒建模过程中所需的光行时解,证明了只有在单程以及三程多普勒测量中可以检验LLI和LPI。鉴于该种测量手段无需额外载荷以及我国测控精度,可以尝试通过单/三程多普勒测量来检验LLI和LPI的科学目标。     

宇宙中最怪异的东西

5.迷你黑洞 如果关于引力的一个新的激进理论“膜理论”是对的，那么会有数千个微小的黑洞分散在我们的太阳系．这些小黑洞都只有原子核的大小。和它们的大个同胞不同，这些迷你黑洞是大爆炸产生的，并且对时空的影响不同，因为它们和第五维时空密切相关。