时空

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爱因斯坦的理论广义相对论,发表于1915年，扩展了他的理论狭义相对论加速的系统。宇宙中加速的主要原因之一是重力，爱因斯坦证明了加速度的影响实际上与重力的影响是一样的;事实上，它们在局部是不可区分的。例如，无论是在太空中加速的火箭中，还是在地球上的发射台上，宇航员都被推回到他们的座位上。与牛顿物理学不同，牛顿物理学将引力视为宇宙中所有物体之间的吸引力，广义相对论以连续的方式描述宇宙时空被其内部的物体弯曲的织物。在广义相对论的时空连续统中，事件被定义为四个维度:三个空间维度，一个时间维度，每个维度有一个坐标;我们沿着时间维度持续移动。那么，时空弯曲是什么意思呢?一种概念化的方法是想象一个二维时空，有一个空间维度和一个时间维度。但不是一个无限的平面，想象一个管子，物体在时间上的位置由管子的长度坐标定义，在空间上的位置由管子的周长坐标定义。一个物体在空间中匀速运动，然后沿着这条管道形成螺旋，最终回到它开始的空间坐标位置，但时间不同。(在宇宙学中，我们的宇宙是否在三维空间中具有类似的曲率，这是一个悬而未决的问题;如果是这样，朝一个方向走足够长的时间就会回到起点。)弯曲时空概念的一个重要结论是，弯曲应该影响所有的运动; thus, even light, which has no mass, should follow a curved path wherever gravity has warped space-time. An important verification of this-which made headlines around the world-took place during a solar eclipse on May 29, 1919, when it was observed that light from stars near the Sun was bent by an angle exactly predicted by the expected curvature of space-time near the massive Sun. Space-time can in principle be warped so strongly by a huge mass that any radiation emitted from the mass curves back in again and cannot escape. These huge masses are thought to exist as黑洞．