相对论吧 关注:85,021贴子:1,179,465

【探讨】物体运动轨迹是测地线吗?光线轨迹是测地线吗?

只看楼主收藏回复

摆渡


1楼2008-12-06 12:40回复
    这个问题有点矛盾,
    按照我的理解,在相对论中,如果光线走的是测地线,那么,光线要绕地球转了。
    如果光线走的不是测地线,那为什么说光线会在引力场中弯曲呢?

    希望得高人到指点,谢谢


    2楼2008-12-06 13:14
    回复
      没人回答


      3楼2008-12-06 14:10
      回复
        既然大质量的引力场是弯曲的空间,那么这弯曲的程度如何计算呢?

        是不是还要用到“质量”呢?这里的质量是相对论自己给出的吗?它就一点也没有用到经典力学中质量的定义


        4楼2008-12-06 14:52
        回复
          我想以上的问题,是大多数质疑相对论人士都有的


          5楼2008-12-06 14:56
          回复
            我的理解是这样的,说错请大家指正:
            小尺度的情况下,光线和物体的惯性运动轨迹是重合的。
            但大尺度下,引力场(弯曲的空间)使光线和惯性轨迹不重合。
            那么两中情况下,还有没有“直线”这一说法?
            因为我们认为光线“直的特性”在大尺度下已经和空间的测地线不重合了。


            6楼2008-12-06 15:10
            回复
              但在引力场这样的尺度,按照空间弯曲的观点,物体运动显然不适用欧氏几何,但为什么光的轨迹还是适用欧氏几何呢?


              7楼2008-12-06 15:19
              回复
                我自己考虑了一下,几何使用的几种情况:
                小尺度:惯性轨迹、光线都用欧氏几何,
                较大尺度:惯性轨迹用非欧几何,光线用欧氏几何
                更大尺度:二者都用非欧几何,但是用的几何是否一样不清楚。

                我认为这种处理方法,特别是第二种情况,会使人困惑


                8楼2008-12-06 15:25
                回复
                  • 222.161.66.*
                  首先应该把“光”与引力或惯性给分开。因为“光”到底与引力场(弯曲时空)有没有关系,这是不确定的。本来“引力问题”是与牛顿物体(有质量,光的“质量”问题不确定)有关系。所以,这是目前物理的弊端(没有事实根据的前提)的反映。

                  最后,没有必要在如此没有“根基”的物理课题上“浪费”脑细胞。光的运动应该与牛顿的惯性运动问题没有关系,因为牛顿的惯性运动是指有质量的物体的运动。而“光”是“物体”吗?

                  抛掉“光”的问题,回归到牛顿的物体上来,爱因斯坦的有价值的“成就”,就应该是“物体”的惯性运动在没有引力场的空间里的运动轨迹是“直线匀速”的;在引力场里的惯性运动(匀速)轨迹是弯曲的。当然,自由落体的加速运动也是惯性运动。如此的“运动”与什么几何没有关系。

                  最后,楼主的看法有“真知”的地方,是与某些人的认识的视角不同。如此的视角,可以对我的“观点”的理解,应该没有什么障碍。

                  注:我就是回答你的微波问题的那个人。


                  9楼2008-12-06 19:06
                  回复
                    2L:测地线是黎曼空间中的“直线”可以有很多条,所以光的路径未必是环绕地球的。
                    4L:这可以用Einstein的场方程,最简单的方式就是可以直接套用其解的形式,空间的弯曲用度规来描述。而且是要用到质量的概念,这个质量应该是引力质量的概念,在经典力学量里也有这个概念,但是经典力学中一般不区分惯性质量和引力质量(因为无法区分)。
                    7L:光的轨迹的确定和欧式几何没啥关系。既然认为时空是一种黎曼空间,那么测地线就可以认为该轨迹在平坦的四维空间中展开是一条直线,用数学术语说就是沿此曲线的切向量的共变微分为0。为了便于理解,你可以试试将球面上的小圆展开在平面上,仅当展开大圆的时候,才会得到直线。


                    IP属地:辽宁10楼2008-12-06 19:13
                    回复
                      谢谢“回答我微波的朋友”,

                      对于你的解释,我是这样理解的:“直线”的概念也是多余的,它只不过是我们使用最原始欧氏几何时的、暂时性的工具,发现和使用更普遍的理论时,“直线”这一概念变的没有意义,取而代之的是纯粹的数学工具


                      11楼2008-12-06 19:28
                      回复
                        这样说,虽然有点“饮水不思源”“忘恩负意”。但爱因斯坦似乎就是这样处理问题的。

                        我觉得,爱因斯坦和牛顿关于时空的分歧,本质是承认光的两个性质中的哪一个,牛顿承认光的“直线”性质不会变,速度会变,爱因斯坦则相反


                        12楼2008-12-06 19:37
                        回复
                          Einstein的假设是有道理的,如果按照经典物理的时空观思考问题,就会出现一些和事实想矛盾的结论


                          IP属地:辽宁13楼2008-12-06 19:40
                          回复
                            • 222.161.66.*
                            对于你的解释,我是这样理解的:“直线”的概念也是多余的,它只不过是我们使用最原始欧氏几何时的、暂时性的工具,发现和使用更普遍的理论时,“直线”这一概念变的没有意义,取而代之的是纯粹的数学工具
                            ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
                            实际上,爱因斯坦的“有价值”的地方,就是如此。他的“观点”,还隐约的相反角度表示为,物体的惯性运动(没有外力在作用,引力已经取消了,所以不用引力这个外力了)在有引力场里的运动不是直线(当然还有其他的运动形式),而“定义”直线,是因为物体的惯性运动在没有引力场的“各向同性”的空间里的轨迹是“直线”。(就是说,可以有两个角度说:一个是物体的惯性运动在“各向同性”空间里的运动的轨迹是“直线”;另个角度就是物体的惯性运动的轨迹如果是直线,就是物体的背景空间是“各向同性”空间。这是“象” 方程一样,分别是“等号”的两边。


                            14楼2008-12-06 19:43
                            回复
                              我从你说的话中得到的理解是:相对论还是承认“直线”的,它只是修改了“牛顿第一定律”(惯性定律)。

                              但是我认为,相对论是不承认“直线”这个概念的。
                              考虑到“平行公设”的可靠性实在不高,我也倾向于不承认“直线”,我总算找到了和相对论一致的观点


                              15楼2008-12-06 19:55
                              回复