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     

宇宙探索七、引力波探秘

我们都知道电磁波，那是物体的电磁辐射，静止的电磁场辐射电磁波，加速运动的电荷也会辐射电磁波，加速运动的电荷也会辐射电磁波。我们也知道，物体都有引力，会产生引力场，爱因斯坦在发表广义相对论后不久，预言引力场具有波动性质的引力振荡，加速运动的质量（引力源）也辐射引力波。由于电磁波是由光子传递的，爱因斯坦假定引力波是由引力传递的。     

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…     

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。     

宇宙探索100问

什么叫引力时间膨胀? 引力时间膨胀就是引力红移。 我们知道,原子中的电子,以极其准确的频率绕着原子核旋转,一个原子就是一只非常简单的钟。引力场使原子中的电子振荡频率变慢,就是钟摆的摆动变慢,也就是时间膨胀了。 其实,早在广义相对论问世的1911年,爱因斯坦就认识到,引力场越强,钟走得越慢;同样的钟,离大质量天体越近,走得越慢。后来,爱因斯坦在广义相对论中得出的整体结论,叫做“引力时间膨胀”。     

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     

引力的秘密

20世纪与万有引力相关的两大科学发现之一是，1967年剑桥大学的女硕士研究生贝尔，与其导师休伊特发现一颗脉冲双星。他们通过对这对脉冲双星的运动周期的精确测定证实，与爱因斯坦的广义相对论所预言的结果一致，这对脉冲双星的运动周期的变慢速度与基于广义相对论计算的引力辐射是一致的。     

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。     

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.     

时间在膨胀?

上帝高深莫测，却不怀恶意。———Ａ·爱因斯坦爱因斯坦的迷误１９１６年，广义相对论诞生了，爱因斯坦立刻着手用这一有力的理论从总体上对宇宙进行描述。他首先考虑怎样保持宇宙的稳定性，这个问题曾使伟大的牛顿焦虑不安，原因是，如果宇宙中每一物质都通过引力吸引另...     

探索时间与空间

正牛顿和爱因斯坦的"引力"观点在100年前,科学家们一直相信200年前牛顿提出的宇宙模型。牛顿的宇宙模型认为:引力是一种可以在宇宙中穿行的力,这种力将宇宙中的天体拉到了一起;同时还指出,空间和时间都是稳定的,时间总是以同样的速度改变,时间不随外物变化,并可用严格的尺寸和时钟精确测量。1915年,爱因斯坦提出了广义相对论,改变了人们对时间的认识。     

重力的长鞭：引力波问答

什么叫引力波?我们知道,物体都有引力,产生引力场。我们又知道,电磁场有电磁辐射,向外发射光子,形成光波、无线电波等。一个加速运动的电荷也会辐射电磁波。爱因斯坦在发表广义相对论以后不久,预言引力场具有波动性质的引力振荡,加速运动的质量(引力源)也辐射引力波。与电磁波具有能量一样,     

骚乱中的世界第一重：相对论

尽管牛顿引力平方反比定律帮助天文学家成功地预测到海王星的存在，但直到19世纪末，牛顿定律仍然无法给出圆满的答案，而且在水星轨道上也发现了扰动。直到1915年，爱因斯坦发表了他的广义相对论，才有了对这些不规则现象的解释。爱因斯坦因他的理论物理学著作获得1921年的诺贝尔奖，对科学做出许多持久的贡献。在2008年的一次民意调查中，他被命名为继牛顿之后的第二大科学巨匠。     

爱因斯坦的望远镜

天文望远镜可分为折射和反射望远镜，1609年，伽利略从荷兰听到望远镜的新技术，自行制造出折射望远镜。1668年，牛顿用凹面镜聚焦，设计出反射望远镜，解决透镜的色差问题。还有一种望远镜不用透镜和反射镜，也能搜寻宇宙天体，这个望远镜和爱因斯坦有关。爱因斯坦没有发明或制造望远镜，但根据广义相对论，我们利用时空的扭曲，可以达到望远镜的功能，观测几十亿光年远的天体。说穿了，爱因斯坦的望远镜是利用万有引力，观察非常遥远的星体，甚至可以“看到”没有电磁波的暗物质，堪称为引力望远镜。     

《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。     

黑洞的发现

爱因斯坦提出广义相对论的第二年（１９１６年），德国天文学家史瓦兹希特根据爱因斯坦的理论，预言有某种不可思议的天体存在。史瓦兹希特计算艰深的爱因斯坦方程式得到了表示具有质量之物体在其周围会产生重力场的结论，这个结论还显示出：如果把物质集中于空间的一点，...     

跨越时空的旅程——爱因斯坦及其他(二)

人们通常把广义相对论说成是新型引力理论,但这是不够的.从根本上说,广义相对论属于全新的时空理论,因为这一理论以前所未有的深度揭示了时空的隐秘性质,提出了对于时空问题的诸多革命性发现.     

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。     

宇宙探索 十一、有关黑洞的科幻

黑洞望远镜和黑洞城市畅想其实,前面介绍的黑洞发电机、黑洞激光器,在目前来说,它们与黑洞望远镜和黑洞城市一样,都带有科幻的性质。这里,我们就来畅想黑洞望远镜、黑洞城市和其它黑洞科幻。望远镜的主要器件是透镜。所谓黑洞望远镜,就是用黑洞作透镜的望远镜。根据爱因斯坦广义相对论,一个恒星或星系发出的光,经过另一个引力强大的天体时,光线会发生弯曲。如果从这两个天体很远的正前方看去,在中间那个天体的周围,有日全食一样的光环,或形成后面那个天体的两个、甚至四个影像。在这里,中间那个引力强大的天体,正是起着透镜的效应,被称为“…