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1 全局时空坐标就是传统意义上的"参照系".你以前学广相是直接学"直接算世界线"解题方法的,还是先学"参照系"解题方法,再学"直接算世界线"? [[小猪:最近坛上一些帖子在讨论参照系,认识多有偏差。实际上,参照系的本质是“一套时空测量方法”——即如何对钟,如何确定空间距离——也就是一套确定任意事件的时空坐标的操作性方法和边界条件(指定某事件为时空原点,指定某世界线为静止世界线等)。两个参考系间的坐标变换式就是对同一事件用两套测量方法测量所得结果之间的关系。狭义相对论中也讲了对钟、测距操作,但没有人指出那就是参照系的本质,而是放任了我们的直觉。 但到了广义相对论中,这样含糊其辞就行不通了。因为不再有符合直觉的平直时空,弯曲时空中的参照系——时空测量方法——变得非常复杂。如GPS参照系,就有一套复杂而严密的时空测量方法,这套测量方法与广义相对论是相洽的。 前面帖子中有人说参照系就是一些点啦,就是随观察者移动的空间啦,只有参照系重合时才能做坐标变换啦,都是盲人摸象。 本人从狭义相对论到广义相对论开始也是半拉子方法,发现不仅保持概念一致性很困难,而且常出错。这也是沈建其所指出的黄新卫所有涉及引力的问题的误区——本应完全使用广义相对论来解决的问题,但又不放弃狭义相对论的框架,所以才会出现佯谬。 举个例子,一个完美的球壳状星云从静止开始在自身引力作用下收缩,每个粒子的速度都越来越快,但远处的观察者不会感受到引力的变化,因为引力质量与惯性质量相等,星云能量守恒且E=MC2,所以星云粒子在引力作用下的加速并不会象狭义相对论那样速度增加质量增加。黄新卫电梯问题就有在狭义相对论框架中质疑的错误。 因为解场方程的数学困难,所以作为业余爱好者,我也希望避免解场方程,而在狭义相对论框架上使用技巧,但终于发现此路不通。要对付场方程,就开始脱离业余水平啦,但本人只喜欢业余的乐趣,什么东西到了专业程度都有点苦行僧的意味,正如业余体育与职业体育的关系。为什么民科多集中在牛顿理论、狭义相对论等领域,不怎么碰广义相对论和量子论?就是前两者差不多只要求初等数学,而后两者要求专业水平的近代数学功底啊。]] 2 你认为广相实践使用的最大难点在哪里?如何克服? [[广义相对论在实践上并没有什么难点。因为实践中,理论只是工具,总是按需使用。因此在小范围弱引力场情形,直接用牛顿理论就可以了,广义相对论已经从数学上表明了牛顿理论是它在该情形下的良好近似。在宇宙学中,又可以假定大尺度物质均匀分布,观测也支持这一假设,所以广义相对论用得很好。在研究单个大质量天体如中子星、黑洞时,其它天体的影响又可忽略,广义相对论仍然用得很好。 我们很“幸运”地生活在一个层级组织的世界中,两个层级间的影响很小。比如,太阳系的各大行星之间的干扰就是很小的,这是“进化”的结果(所以“幸运”是必然的),因为相互作用很强的多体体系是不稳定的,一些成员迟早要被抛出去,这就是所谓的“引力弹弓”现象,结果稳定天文体系中各星体的相互作用层级化了。对太阳系而言,邻近恒星的影响与太阳相比必然可以忽略;太阳系中邻近行星的影响与太阳的影响相比也必然可以忽略。 双星系统一般不会有稳定的行星结构。在太阳系中寻找例子,地球和冥王星都有一个大得不成比例的卫星,类似于双星系统,因此,它们为此付出的代价就是不能再容纳大的卫星,而其它“地外”行星都有不止一颗卫星,但比中央的行星小得多。“地内”行星——水星,金星——都没有卫星,因为在这个距离,行星-卫星相互作用与太阳作用量级相当,构成了三星系统,所以不可能稳定。 因此,广义相对论所面对的真正困难是理论上的,就是与量子论如何协调,如何解决时空奇点问题。]] |