时空曲率如何理解?

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zhengshi_zhang 发表于 2023-9-17 09:37:23|来自:北京 | 显示全部楼层 |阅读模式
先看一段话:在动力学中,一般的,一个物体相对于另一个物体变速运动时也会产生曲率。这是由于时空扭曲造成的。结合广义相对论的等效原理,变速运动的物体可以看成处于引力场当中,因而产生曲率。
<hr/>我就十分难以理解了,如果质量让时空弯曲,那匀速运动为什么不能产生曲率?非要是变速运动?还是这句话根本是错的?
另外:既然时空是弯的,为什么人走路不会绕圈?东西为什么垂直掉下来没有弧线?
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不活 发表于 2023-9-17 09:38:22|来自:北京 | 显示全部楼层
前面那提到曲率张量的两位说得很对,我来补充冲一下。直接评论的那位说度规张量可以通过变换做到局域平直,但变换并不会改变曲率,这是因为曲率是由度规的一阶导和二阶导组成,因此不能只看一个地方的度规
另外至于走路为什么不会绕圈,走路并不是只受引力的运动,因此不走测地线,如果你要是在卫星的轨道上,这些是测地线,你的确会转圈。
垂直自由落体的物体就在测地线上在我们眼里看就是根直线,因此不会弯曲,而抛物线相对于没有曲率的地方则是弯曲,所以是抛物线。
相对论有曲率无绕率的时空并没你想象的那么神奇。相对论下的宇宙跟只有引力的牛顿力学差不了太多,只是有一些高阶的修正,只有在曲率很强的地方才会显现出来,并没有造成太过于魔幻的效果,修正有光线在引力下弯曲,星体轨道的进动(水星的已经被观测到了),还有就是黑洞(这个不太算修正了)。
至于你说的绕圈,还有种可能是S3空间。一个三维(E3)球的表面作为一个二维空间叫做S2。S3就是一个4维欧几里得空间(E4)下的球的三维表面(注意这里四维不是时空四维而是四个空间维度)。这样不管你往哪个方向走最后都会走回来,就像绕了地球一圈一样。然而这种空间并不是相对论的时空,也不是我们所处于的宇宙的时空。
zhzh 发表于 2023-9-17 09:39:16|来自:北京 | 显示全部楼层
我觉得吧,只要你身处时空其中,即便时空再弯曲,时空曲率再如何之大,你也不会仅仅只凭自我就能感受到这些,你感觉到的空间永远是平直的,时间也总是一分一秒不快不慢的流逝的,直到有一天你跳出了这一方时空,和其他参照物对比,才会发现,哦,时空怎么会是这样变化的。
qinzusong 发表于 2023-9-17 09:39:47|来自:北京 | 显示全部楼层
这句话说得并不严谨,但是很明白。加速运动可以等效为引力场,既然存在引力场,那时空当然是弯曲的(广义相对论基本原理)。到底有多弯,需要解爱因斯坦场方程。
匀速运动本身是不产生曲率的,产生曲率的是物质。物质的存在, 就会引发引力场的存在,就产生了曲率。但是你不能说“匀速运动产生曲率”。
变速运动,可以等效成引力场(这个叫等效原理),而引力场当然能产生曲率。
另外:时空虽然是弯曲的,但没弯曲到你说的那种程度(“人走路会绕圈&amp;#34;),东西垂直掉下来即使有弧线,也不是你一双区区肉眼所能发现的。

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