相对论的应用

Question

如题所述

Answer 1

1.爱因斯坦的广义相对论理论在天体物理学中有着非常重要的应用：它直接推导出某些大质量恒星会终结为一个黑洞——时空中的某些区域发生极度的扭曲以至于连光都无法逸出。有证据表明恒星质量黑洞以及超大质量黑洞是某些天体例如活动星系核和微类星体发射高强度辐射的直接成因。光线在引力场中的偏折会形成引力透镜现象，这使得人们能够观察到处于遥远位置的同一个天体的多个成像。广义相对论还预言了引力波的存在，引力波已经被间接观测所证实，而直接观测则是当今世界像激光干涉引力波天文台的引力波观测计划的目标。此外，广义相对论还是现代宇宙学的膨胀宇宙模型的理论基础。
2.广义相对论在实际生产和生活中的一个重要应用就是现在已经运行的GPS等卫星导航系统，广义相对论的效应直接影响到GPS等卫星导航系统的测量精度。
根据爱因斯坦的理论，空间和时间交织在一起，形成一种“时空”四维结构，而地球的质量会在这种结构上产生“凹陷”。科学家们将一个高精度陀螺仪送上地球轨道，使它的一个旋转轴指向一颗遥远的恒星作为参考点。在没有任何外力作用的情况下，这一旋转轴应当永远指向这一颗恒星。然而，如果空间是弯曲的，那么陀螺仪的指向会随时间推移发生改变。通过GPS对这种改变进行精密检测，科学家们发现地球周围确实存在时空漩涡，其各项参数与爱因斯坦“时空弯曲”的预言完全相符。