狭义相对论和广义相对论的区别

狭义相对论和广义相对论的区别

引用

新浪网

1.

https://m.edu.iask.sina.com.cn/jy/3oDX8V6gu3Z.html

狭义相对论和广义相对论是现代物理学的两大支柱，它们分别由阿尔伯特·爱因斯坦在1905年和1915年提出。这两者虽然都探讨了时空的本质，但研究的领域和侧重点有所不同。本文将从含义、发表时间、内容以及使用时的背景时空四个方面，详细解析狭义相对论和广义相对论的区别。

1. 含义不同
   狭义相对论主要探讨时间和空间的关系，特别是在相对速度的参考系中的时间和空间关系。例如，在相对于参考系以接近光速移动的另一个参考系中，时间会相对延长，距离会相对缩短。

广义相对论则主要处理引力和加速度等效的问题，涉及时空扭曲的概念。它描述了物质间引力相互作用的理论，认为大质量恒星在生命终结时可能会形成黑洞——时空中的某些区域发生极度扭曲，连光都无法逸出。

2. 发表时间不同
   狭义相对论（Special Theory of Relativity）由阿尔伯特·爱因斯坦于1905年在《论动体的电动力学》一文中提出，是对牛顿时空观的重大突破。

广义相对论（General Relativity）的基础由爱因斯坦于1915年完成，1916年正式发表。这一理论进一步发展了相对论，将引力解释为时空的弯曲。

3. 内容不同
   狭义相对论不仅包括时间膨胀等现象，还涉及麦克斯韦-赫兹方程的变换。其数学工具包括张量，建立在四维时空的基础上，采用闵可夫斯基几何空间的数学形式。

广义相对论则直接推导出大质量恒星可能塌缩为黑洞的结论。印裔物理学家钱德拉塞卡进一步提出了白矮星的质量上限，即钱德拉塞卡极限。

4. 使用时的背景时空不同
   狭义相对论的背景时空是平直的，即四维平凡流形配以闵氏度规，其曲率张量为零，也称为闵氏时空。

广义相对论的背景时空则是弯曲的，其曲率张量不为零，能够描述引力场中时空的扭曲。