现代物理学基础的思考之四____广义相对论的思考精编.doc

现代物理学基础的思考之四————《广义相对论的思考》 目录 第一章：广义相对论之前对于引力场的研究 1、万有引力常数的测定 2、引力场的数学特征 3、刚体的转动惯量 4．万有引力定律的困难 5、引力与斥力问题 第二章：广义相对论的时空观 1、广义相对论的引力场方程 2、马赫对于经典力学的批判 3、广义相对性原理分析 4、两种时空观的对比 5、广义相对论的奇点问题 第三章：广义相对论的验证 1、引力的传播速度问题 2、引力红移问题 3、行星的进动问题 4、引力波问题 5、时空弯曲的天文学依据 6、时空延缓的广义相对论效应 第四章：中微子问题 1、中微子的发现的过程及其在现代物理学中的意义 2、中微子的种类 3、中微子的质量问题 4、太阳中微子失踪之谜 第五章：广义相对论的困难 1、Einstein场方程的Schwarzschild局限 2、宇宙常数问题 3、现代物理学对于宇宙常数的认识 4、广义相对论与宇宙学原理之间的不协调性 5、广义相对论的几个疑难问题 第六章：暗物质与暗能量 1、暗物质与暗能量在现代物理学中的意义 2、暗物质问题的提出过程 3、现代物理学对于暗物质的理论研究 4、现代物理学对于暗物质问题的天文观察简介 5、暗能量问题的提出过程 6、现代物理学对于暗能量实验研究综述 7、现代物理学界对于暗物质与暗能量的实验探究 8、现代物理学对于暗物质、暗能量的质疑 第七章：万有引力与弱相互作用之间的关系新探 1、宇观世界、宏观世界、微观世界 2、弱相互作用力简介 3、弱相互作用与电磁相互作用统一的研究 4、电弱统一作用质疑 第八章:广义相对论困难的思考 1、弱相互作用与万有引力是互为反作用力的实验根据 2、薛定谔猫佯谬的重新认识 3、“DI海格立斯双星进动”问题和β衰变的新解释 4、“提丢斯——波得（J.D.Titius - J.E.Bode）法则” 5、行星进动问题 6、太阳角动量的逃逸问题 7、太阳系主要特征演化成因 8、行星自转速度的现状 9、月亮远离地球现象 10、卡西米尔效应(Casimir effect) 11、太阳光谱线“红移”理论推导错误 12、地球光谱线“蓝移” 理论推导错误 13、必威体育精装版关于天文学报到的难以解释的几个天文现象 14、彗 尾 成 因 论 第九章:时空的相对性与绝对性 1、时空的相对性 2、现代物理学对于真空的认识 3、引力场的能量属性 4、相对时空的本质 5.广义相对论与马赫原理关系一窥 6、广义相对论与以太 7、时空的绝对性 8.时空的相对性与绝对性原理 广义相对论之前对于引力场的研究 1、万有引力常数的测定 美国物理学家J.B.福斯勒利用2个原子干涉重力仪，找到了测量万有引力常数的新方法，测量精度可达百万分之一.该科研成果发表在近期的美国《科学》杂志上. 万有引力常数G的精确测量不仅对弄清引力相互作用的性质非常关键，而且对于理论物理学、地球物理、天文学、宇宙学以及精确测量等具有重要的理论与现实意义，但它的精度至今仍不理想.自1798年英国科学家卡文迪许采用精密扭秤获得历史上第一个较为精确的万有引力常数G测量值以来，人们虽经努力，但迄今对G的测量精度仍低于万分之一.因此，万有引力常数G的精确测量作为一个热点和难点为各国科学家所关注，并投入大量人力和物力进行研究.目前测G的方法大致分三大类.地球物理学方法引力效应明显，但实验精度较低；空间测量方法面临着很多新的技术难题，目前仍在探索之中；实验室内测量是目前获得高精度G值的主要方，常用工具是精密扭秤，但其工作艰巨而又困难，实验精度的提高主要受到引力相互作用十分微弱的限制.近年来出现的利用原子干涉测量G的方法，测量精度也不高.美国研究人员为此对原子干涉测量方法进行了改进，他们将2个相同的原子干涉重力仪安装在不同的高度，在两者之间固定了重540千克的铅垂，铅垂对2个重力仪中原子所受的重力影响不同，由于增加铅垂的引力，上面的重力仪所受的重力很容易增加，下面的很容易减少，这样就可以获得仅来自于铅垂引力的差别.由于地球的引力不会影响这种差别，而与所处高度有关的地球引力作用可以通过多次重复实验消除.在这一过程中，铅垂的重量和位置的测定精度很高，因此，从该实验中计算万有引力常数相对容易.研究人员指出，虽然该实验测量G的精度达到了10万分之一，仍比要求的低20倍，但该实验证明这种方法可行.他们已经准备进行新的实验，新实验中对G 精度的测量将达到百万分之一.另外，有关专家指出，利用这种方法不仅可用来测量G，还可对在实验室中研究广义相对论有重要意义. 2、引力场的数学特征 1.引力场是客观存在的物理学事实、具有连续的数学特征.虽然引力场不能被描述为具体的客观物质对象，但是我们可以给出一个密度函数来描述引力场的性质，在空间中不同地方引力