广义相对论课堂一.ppt

缪海兴——测量 Accurate Measurement of Time Physical time and length §7.6 thesis——标准量子极限（Standard Quantum Limit） 引力波信号 ——Braginsky 1960s bar Webb 固有时与坐标时区别 测试钟 钟（尺）网格——异地钟、同步化 题4.17出错的同学座谈 Doppler效应《＝》（Doppler）时间膨胀 纵向——时空图推导——补充习题——区分时间膨胀、直观缘由——k因子vsγ因子 横向＝时间膨胀 光学（光行差效应?French） 校准曲线 时空图双曲线实际距离中心原点为等时空距离——圆——林野2011 类空、类时 独立是何意？ 1907年10月，闵可夫斯基在哥廷根数学协会说：“以光的电磁理论为开端，在我们的 时空观念中，一个彻底的变革似乎发生了。” 第二年，在科隆举行的第八十届德国自然科 学家与医生大会上，闵可夫斯基发表了题为“空间和时间”的热情洋溢的演说。 他开宗明义地说：“现在我要向你们提出的时空观是在实验物理学的土壤上产生的，其力量就在这 里。这些观点是根本性的。从现在起，孤立的空间和孤立的时间注定要消失成为影子，只 有两者的统一才能保持独立的存在。” 总结结构图Road Map 第零和第一原理总是要用到 光速不变?同时差 时空均匀＋RP?坐标变换线性 ＋RP?收放因子γ——v ＋同时差?尺度收缩定量?4.17?时间膨胀 ?Lorentz boost坐标变换?时空距离不变 加速钟尺（观者）原理：差分?微分（几何） 空间各向同性?推广到３维 ?闵氏4维平直时空 Rindler加速钟尺（=观者）原理?dτ=dt‘ 空间尺子类似 时空距离——》时间膨胀 惯性 加速 验证模式 实验室测量量vs理论推算量 实验室钟尺 V 例：加速器Hartle 第64页Box4.4 类比下雨天+刮风——热量流失速率=千卡/单位时间 双生子佯谬 只相遇一次 三个惯性 折线三角形：弦斜边直角边，（另一直角边非同类比较无意义——习题4.18） 加速曲线 直面 牛顿：非惯性力——曲线坐标——协变导数 相对论：——Marzke-Wheeler坐标 几何vs坐标 坐标——代数解析 代数——算术——时间序列 几何——空间 Rindler加速钟尺（=观者）原理?dτ=dt‘几何 切线=t’轴——习题4.18 作用在于：闵氏平直时空（微分）几何中曲线（加速世界线）长=固有时?（伪）黎曼几何 LB vs 加速系变换 有限vs无穷小 三维 横向长度不变；速度有变！加速度特别不一样！ 同时线=空间；3+1分解；第一性？ 每个时刻1个空间——教室——随地球动...... 芥子纳须弥——信息（物质能量）——新时空观？ 超立方体 Java动画 Visualization——透视 /wiki/Dimension /wiki/Hypercube /view/generic/id/35740/title/Math_Trek__Seeing_in_four_dimensions Dimensions by?Jos Leys - étienne Ghys - Aurélien Alvarez Visualization 机械制图、《天才的13个思维工具》圆柱体、Feynman ——宇宙k=+1、大尺度结构哈佛研究人员 速度变换“相加”可能歧义 快速参数θ：Hartle第57、67页、习题5.2、11 典型习题——线性相加——牛顿 --（匀）加速运动 运动学结束牛一律 动力学开始 牛二、三律 Lorentz (boost) Invariance 加速度 变换，习题5.4，非固有量——模式变迁 ?牛顿第二定律不再符合相对性原理，Lorentz变换下 固有加速度 概念变迁——定义 LB＝》速度变换＝》加速度变换 　　——牛顿加速度 ——固有× ——牛顿方程 ——相对性原理 一维运动 总可以调整到某个惯性系一维运动 若加速度方向恒定 若一般？瞬时vs持续 加速仪/计 超导加速度计Superconducting accelerometer 共动系comoving frame MCIF=Mometarily Comoving Inertial Frame IRF=Instantaneous Rest Frame 瞬时=随时变化t’、t’’…… 构建——释放自由 固有！?固有加速度！ 匀加速运动 非常熟悉形式 习题6.7-8 时空图双曲线实际距离中心原点为等时空距离——圆——林野2011 匀加速运动 超导加速度计Superconducting accelerometer 四维描述 快速参