愛因斯坦-嘉當理論
愛因斯坦-嘉當理論（）是理論物理學中將廣義相對論延伸以正確處理自旋角動量。此理論以物理學家阿爾伯特·愛因斯坦以及埃利·嘉當（)為名。 作為古典物理中的主要理論，廣義相對論卻有一個缺點：其無法描述「自旋軌道耦合」（），亦即內稟角動量（）（自旋）與軌道角動量（）間的交換。存在有定量的理論證明，其顯示：當物體具有自旋性質時，廣義相對論必須要擴充成愛因斯坦-嘉當理論。 實驗上的效應由於太小，目前尚無法觀測得到。 歷史 該理論最早由埃利·嘉當(É…
标签：#广义相对论
共 31 篇文章
基灵矢量场
基灵矢量场，基灵矢量或基灵矢量场（），以德国数学家威尔海姆·基灵命名，是定义在黎曼流形或伪黎曼流形上的一组矢量场，流形的度规在这组矢量的方向上能够保持不变。基灵矢量是等距同构的无穷小生成元，即由基灵矢量场生成的流包含有一种对称性，也就是说流形在基灵矢量场的方向上进行平移不会改变其上点与点之间的距离。一个简单的例子是一个圆周上具有相同长度并且指向顺时针方向的矢量场即是一个基灵矢量场，因为将圆周上的点沿这些方向平移等同于顺时针转动这个圆周而…
克鲁斯卡尔坐标系
克鲁斯卡尔坐标系（或称作克鲁斯卡尔-塞凯赖什坐标系，英文'或'）是在史瓦西度规下建立的一种坐标系，名称来自于美国数学物理学家马丁·克鲁斯卡尔（）和匈牙利-澳大利亚数学家乔治·塞凯赖什。这种坐标系的优点在于它能够涵盖整个时空流形，使得奇点之外的所有点在坐标系中都存在定义，也就是说它能够将原有的在球坐标系下的史瓦西度规最大限度地推广到整个时空中。 定义 考虑在球坐标系下的史瓦西度规 :ds^{2} = -\left(1-\frac{2GM}…
黑洞热力学
黑洞热力学（），或称作黑洞力学，是发展于1970年代将热力学的基本定律应用到广义相对论领域中黑洞研究而产生的理论。虽然至今人们还不能清晰地理解阐述这一理论，黑洞热力学的存在强烈地暗示了广义相对论、热力学和量子理论彼此之间深刻而基础的联系。尽管它看上去只是从热力学的最基本原理出发，通过经典和半经典理论描述了热力学定律制约下的黑洞的行为，但它的意义远超出了经典热力学与黑洞的类比这一范畴，而将强引力场中量子现象的本性包含其中。 黑洞熵 在经典…
引力時間膨脹
引力時間膨脹（）是指在宇宙有不同勢能的區域會導致時間以不同的速率度過的現象，引力導致的時空扭曲率越大，時間就過得越慢。愛因斯坦最初在自己的相對論中預測出這種現象，並其後由各種廣義相對論實驗中被證實。 其中一種證實方法就是把兩個原子鐘放在不同的高度（因此來自地球的引力效應會有差別），它們在一段時間後所測到的時間會有些許差別。其差別極小，甚至要用到納秒來作單位。 引力時間膨脹首次由愛因斯坦於1907年提出，並是狹義相對論中參照對象的加速前進…
爱因斯坦十字
Q2237+030，亦称愛因斯坦十字或爱因斯坦十字架（Einstein Cross），位于飞马座内（赤经：22h 40m 31s，赤纬：+03° 21′ 30.3″），是引力透镜效应最著名的例证之一。它包括较远处一个类星体的四重影像，以及较近处被称为修茲勞透鏡的前景星系核心。 根据爱因斯坦的广义相对论，引力透镜效应是指当背景光源发出的光在引力场（比如 星系、星系团及黑洞）附近经过时，光线会像通过透镜一样发生弯曲。在爱因斯坦十字中，背景光…
雷乔杜里方程
在广义相对论中，雷乔杜里方程（），或朗道–雷乔杜里方程（）是描述邻近物质运动的基本方程。 它不仅是彭罗斯-霍金奇点定理和广义相对论的精确解研究的基本引理，还具有独特之处，即它指出引力应该是广义相对论中任意质量-能量之间的普遍存在的吸引力，正如在牛顿引力理论中那样。 这一方程由印度物理学家和苏联物理学家列夫·朗道各自独立发现。 数学表述 考虑一个类时的单位矢量场 \vec{X}（可理解为不相交的世界线的）, 雷乔杜里方程可写为 : \do…
重力電磁性
計畫]] 重力電磁性（, ）與電磁學並無直接關聯，此名稱來自於重力現象與電磁學現象的類比性。旋轉的電荷除了原先即有的電場外，還會產生磁場；當質量旋轉時，除了原先即有的重力場（重力電性）外，還會出現相伴場，稱為重力磁場（重力磁性）。重力磁性（）為重力電磁性現象的另一常用稱呼。重力電磁性為廣義相對論中自然而然的預測，其中最簡單形式常被稱為參考系拖曳（）。 引力磁性在1893年由奧利弗·黑維塞對牛頓力學拓展時發展出來，早於廣義相對論出現之前。…
数值相对论
，周围的彩色波表示多极引力波（l=2，m=2）。右下角的图是远处的观测者采集到的波形。]] 数值相对论（）是广义相对论的一个分支，旨在通过数值方法求解爱因斯坦场方程，以模拟强引力场中的物理过程。相对论天文学中的物理系统，如引力坍缩、中子星、黑洞及引力波等等，以及其他不能利用弱场低速情形中结论近似的现象都可以利用数值相对论模拟。 由于爱因斯坦方程的复杂性与非线性，这一领域的模拟需要特定的数值方法。而计算量巨大的三维问题则需要借助超级计算机…
米尔恩模型
米尔恩模型是英国天文学家米尔恩（）于1935年提出的狭义相对论性的宇宙模型。该模型服从宇宙学原理，在数学上等效于弗里德曼-罗伯逊-沃尔克模型在零能量密度极限下的近似，因此也叫空宇宙模型。米尔恩模型和（对平直闵可夫斯基时空的简单再）相似。 由于米尔恩模型的零能量密度性和最大负空间曲率性，它和目前的宇宙学观测相矛盾。目前的观测表明宇宙的密度参数为一，曲率为零（平直）。 参考文献
引力时间延迟效应
向地球发送的信号在太阳的引力场中延迟]] 引力时间延迟效应（Gravitational time delay），或经常称作夏皮罗时间延迟效应（Shapiro time delay）是在太阳系中能够进行的四个经典广义相对论的实验验证之一（另外三个是引力红移、水星近日点的进动、光线在太阳引力场中的偏折）。这种时间延迟效应是指当雷达信号途径一个大质量天体时，在观测者看来这个信号发射到指定目标以及返回的时间都要比没有大质量天体存在时所需的时间略…
广义相对论中的开普勒问题
广义相对论中的开普勒问题，是指在广义相对论的框架下求解存在引力相互作用的两体动力学问题。在典型情况下以及本文中，其中一个物体的质量m和另一个物体的质量M相比可忽略，这种近似对应着实际情形中地球绕太阳公转，以及一个光子在一颗恒星的引力场中的运动等问题。在这些情形下，可以认为大质量M的位置在空间中是固定的，并且只有大质量的引力场对周围时空曲率变化有贡献。这时的时空曲率可由爱因斯坦场方程的史瓦西解来描述；而小质量m（以下简称“粒子”）的运动可…
激光干涉空间天线
激光干涉空间天线（Laser Interferometer Space Antenna，LISA）是一个由美国国家航空航天局（NASA）和欧洲空间局（ESA）合作的引力波探测计划，由於募款問題，美国国家航空航天局於2011年宣布終止合作關係。欧洲空间局因此修改任務概念，於2013年宣布改名為演化激光干涉空间天线（Evolved Laser Interferometer Space Antenna，eLISA），目前仍在设计阶段，计划于2…
萊斯納-諾德斯特洛姆度規
赖斯纳-努德斯特伦度规（）是广义相对论中描述描述静态球对称带电物体的引力场的度规，是广义相对论的一个著名的精確解，是赖斯纳（H. Reissner）以及努德斯特伦（G. Nordström）首先提出的。具有这样的度规形式的黑洞稱為赖斯纳-努德斯特伦度规黑洞。 赖斯纳-努德斯特伦度规可以表示為： :\mathrm{d}s^2=-\mathrm{d}\tau^2=-\left(1-\frac{2GM}{r}+\frac{GQ^2}{4\pi…
宇宙审查假说
在广义相对论中，强形式和弱形式的宇宙审查假说（）之提出，是为了从数学上解释引力奇点的结构。 在爱因斯坦场方程的解中存在隐藏于事件视界之内因而无法从时空的其他部分观察的奇点（就如同受到審查而無法顯露全貌）。没有隐藏于视界之内的奇点被称为“裸奇点”。弱形式的宇宙审查假说猜测，除了大爆炸是裸奇点之外，宇宙中不存在任何其他的裸奇点。这个假说由罗杰·彭罗斯在1969年提出。宇宙审查假说和所谓的编年审查是有所不同的。后者中每一条封闭类时曲线都穿过事…
极端质量比旋近
极端质量比旋近（）是致密天体向超大质量黑洞旋进而组成的天体系统，是一类低频引力波源。现在的对银河系和周围的河外星系的研究表明在绝大多数星系中心都有大质量或超大质量黑洞的存在，当有小质量的致密星体在运动过程中恰巧接近星系中心的超大质量黑洞时它有可能被黑洞的引力场俘获，结果就是致密星体在新的轨道上围绕着黑洞运动。理论上这种运动会释放出引力波，造成系统动能的逐渐损失，这就导致星体的轨道以相当缓慢的速率逐渐收缩，最终会使星体坠入黑洞中。EMRI…
弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克度规
罗伯逊-沃克度规（）是H.P.罗伯逊和沃尔克分别于1935年和1936年证明的。由于俄国数学家弗里德曼和比利时物理学家勒梅特也作出了重要的貢獻，因此也稱作弗里德曼-羅伯遜-沃克度規（，缩写为FRW度規）或者弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃克度规（，缩写为FLRW度規）。 FLRW度规是基于广义相对论爱因斯坦场方程精确解的度量，描述了一个均匀、各向同性、膨胀（或收缩）的连通（不必是单连通）的宇宙。度规的一般形式源于均匀和各向同性的几何特性；爱…
弗里德曼方程
]] 弗里德曼方程（）是广义相对论框架下描述空间上均一且各向同性的的一组方程。它们最早由亚历山大·弗里德曼在1922年得出，他通过在弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克度规下对具有给定质量密度\rho\,和压力p\,的流体的能量-动量张量应用爱因斯坦引力场方程而得到。而具有负的空间曲率的方程则由弗里德曼在1924年得到。 假设 弗里德曼方程所基于的假设是宇宙在空间上是均一且各向同性的；从今天的经验来看，这个假设在大于一亿秒差距的尺度上是合理…
引力探测器B
{{Infobox Spacecraft | Name = 引力探测器B Gravity Probe B | Image = | Organization = 美国国家航空航天局及史丹佛大學 | Major_Contractors = 洛克西德·马丁公司 | Mission_Type = 廣義相對論的實驗驗證 | Satellite_Of = 地球 | Launch = | Launch_Vehicle = 三角洲二號運載火箭 | La…
参考系拖拽
爱因斯坦的广义相对论预言了处于转动状态的质量会对其周围的时空产生拖拽的现象，这种现象被称作参考系拖拽（英文：'）或惯性系拖拽（英文：'）。因转动而产生的参考系拖拽的相应理论最早由奧地利物理学家與於1918年通过广义相对论推导出，因此参考系拖拽也常常被叫做冷澤-提爾苓效應（）。冷澤與提爾苓预言物体的转动会导致其周围时空参考系的改变，从而使周围物体的位置和牛顿力学下的经典结果产生偏差。不过理论预言这种偏差将非常之小，大约只有几万亿分之一。想…