为什么无法准确解决广义相对论
|
根据牛顿力学和牛顿引力理论,宇宙是一个完全确定的系统。如果了解宇宙中每个粒子的质量、位置和动量,那么理论上我们就能确定该粒子的未来,也能回溯它的过去。 从理论上讲,爱因斯坦的方程也是确定性的,所以你可以想象类似的事情会发生:如果你只知道宇宙中每个粒子的质量、位置和动量,你就可以计算出任何你想看到的未来。但是,在广义相对论控制的宇宙中,我们实际上无法实现这一步骤。 在牛顿的宇宙中,宇宙中的每一个物体都对宇宙中的其他物体施加一种定义明确的引力。理论上,只要你能确定存在于每一对质量之间的引力,这个力就会告诉你质量将如何移动。这就是确定宇宙演化的方式。
但在广义相对论中,困难要大得多。即使你知道这些相同的信息,加上它们在其中有效的特定相对论参考系,那也不足以决定事物如何演化。在广义相对论中,决定物体如何运动和加速的不是作用在物体上的合力,而是时空本身的曲率。这立刻带来了一个问题,因为决定空间曲率的实体是宇宙中存在的所有物质和能量,这样的计算就有点自循环的意味。 并且在在广义相对论中,你所考虑的任何质量的相互作用也发挥着作用,它也有能量的事实意味着它也会改变时空结构。当两个大质量物体在空间中相对运动时,它也会导致引力辐射的发射。 虽然可很容易地写下牛顿宇宙中控制任何系统的方程,但在一个由广义相对论控制的宇宙中,即使这一步也是一个巨大的挑战。由于有东西可以影响空间本身的弯曲或随时间的发展,我们甚至无法写出描述一个简单的模型宇宙形状的方程。 也许最能说明问题的例子是想象一个可能的最简单的宇宙:一个空无一物、没有物质或能量、永远不会随时间而改变的宇宙。这是完全合理的,这是一种特殊的情况,它给了我们简单的古老的狭义相对论和平坦的欧几里得空间。现在再做一个更复杂的步骤:取一个质点,把它放在宇宙的任何地方。突然之间,时空发生了巨大的变化。
不管你离物体有多远,我们发现空间是弯曲的,不再是平坦的欧几里得空间。我们发现,你离得越近,你下方的空间向质点“流动”的速度就越快。我们发现有一个特定的距离,在这个距离上,你将穿过视界,即使你以任意接近光速的速度移动,你也无法逃脱。 |
相关文章
热销商品
天玫台胖大海罗汉果雪梨茶官方旗舰店正品臻选优质原料泡水茶3bc
玫台胖大海罗汉果雪梨茶官方旗舰店正品臻选优质原料泡水茶3bc
¥13.5 领券购买
天胖大海罗汉果枇杷叶雪梨茶止清润喉养肺痰咽官方正品旗舰店化炎咳
胖大海罗汉果枇杷叶雪梨茶止清润喉养肺痰咽官方正品旗舰店化炎咳
¥32.21 领券购买
天沁漓罗汉果桂花茶60g礼盒广西桂林特产干果仁罗汉果茶果芯小包装
沁漓罗汉果桂花茶60g礼盒广西桂林特产干果仁罗汉果茶果芯小包装
¥37.05 领券购买
天老北京布鞋女单鞋软底透气套脚工作鞋女黑色职业舒适上班鞋不累脚
老北京布鞋女单鞋软底透气套脚工作鞋女黑色职业舒适上班鞋不累脚
¥25 领券购买
淘3CE好气色润唇膏腮红口红礼盒彩妆套装化妆品生日礼物送女友正品
3CE好气色润唇膏腮红口红礼盒彩妆套装化妆品生日礼物送女友正品
¥123.9 领券购买
天秋季新款大码肌理感绗缝阔腿裤胖mm松紧腰遮肉显瘦工装女拖地长裤
秋季新款大码肌理感绗缝阔腿裤胖mm松紧腰遮肉显瘦工装女拖地长裤
¥118 领券购买
天抱枕被子两用毯子二合一加厚办公室折叠午睡枕头沙发汽车靠枕车载
抱枕被子两用毯子二合一加厚办公室折叠午睡枕头沙发汽车靠枕车载
¥39 领券购买
天梦特娇中老年男士加厚防寒马甲外套爸爸装秋冬季宽松坎肩马夹背心
梦特娇中老年男士加厚防寒马甲外套爸爸装秋冬季宽松坎肩马夹背心
¥129 领券购买
天【100%棉】Desigual26秋冬新品复古灰色口袋印花直筒女式牛仔裤
【100%棉】Desigual26秋冬新品复古灰色口袋印花直筒女式牛仔裤
¥360.87 领券购买
天韩派鸳鸯三格电压力锅家用小型多功能智能双胆一锅三用高压锅饭煲
韩派鸳鸯三格电压力锅家用小型多功能智能双胆一锅三用高压锅饭煲
¥399 领券购买
淘不锈钢厨房浴室置物架免打孔吸盘壁挂双层收纳架卫生间整理架亮面
不锈钢厨房浴室置物架免打孔吸盘壁挂双层收纳架卫生间整理架亮面
¥19.36 领券购买
淘大容量刺绣腊肠狗帆布包女2026新款休闲托特包学生上课通勤单肩包
大容量刺绣腊肠狗帆布包女2026新款休闲托特包学生上课通勤单肩包
¥31.3 领券购买
淘阿馨yolo 牛皮高品质”白色双肩包高级感出游书包手提白色单肩包
阿馨yolo 牛皮高品质”白色双肩包高级感出游书包手提白色单肩包
¥67.21 领券购买
淘休闲大容量托特包女2026新款时尚小熊帆布包通勤单肩手提袋旅行包
休闲大容量托特包女2026新款时尚小熊帆布包通勤单肩手提袋旅行包
¥36.4 领券购买
淘条纹编织包女夏2026新款休闲大容量通勤单肩托特包海边度假沙滩包
条纹编织包女夏2026新款休闲大容量通勤单肩托特包海边度假沙滩包
¥54.4 领券购买
天日常通勤实用多口袋托特包休闲斜挎单肩手提包男女adidas阿迪达斯
日常通勤实用多口袋托特包休闲斜挎单肩手提包男女adidas阿迪达斯
¥294 领券购买

