1、“空间弯曲”
物质实体运动所发生的部分,称为“空间”。 [1]
爱因斯坦的广义相对论认为,由于有物质的存在,空间和时间会发生弯曲,而引力场实际上是一个弯曲的时空。 [2]
在广义相对论中,引力被描述为时空的一种几何属性(曲率)。 [3]
图1 “引力”与“空间弯曲”示意图
图2“空间弯曲”示意图
图3 “引力”是一种“空间弯曲”
“静引力场”对应“稳定”的“弯曲空间”。
图4 “静引力场”对应“稳定”的“弯曲空间”
2、“质量弯曲空间”
因为,万有引力源于“质量”,“引力场”对应的“空间弯曲”,本质是来说,是“质量”对应着“空间弯曲”——“质量弯曲空间”!
所以,物质“质量”m0与其对应“空间”的曲率K0成正比,即有m0=αK0,α为比例系数。
也就是说,物质的“质量” m0,对应着一定的“空间弯曲”——曲率K0。若其曲率半径为r0,则k0=1/r0。
图5 “空间弯曲”与“质量”
也可以说,物质“质量”,反映物质空间的“弯曲”情况,是物质空间“弯曲”一种表现,有什么样的物质“质量”的存在,就有什么样的“空间弯曲”(曲率)分布——“物质告诉时空如何弯曲”——“质量弯曲空间”。
那么,物质“质量”的变化,也一定对应着“空间弯曲”——“曲率”的变化。反过来,本质上,应该是“空间曲率”——“空间弯曲”的变化,可以通过物质“质量”的变化来表现。
3、“速度弯曲空间”
如果把静止“质量”为m0、曲率半径为r0的“质点”,在速度为v的情况下的“质量”设为m、曲率半径为r,c为光速,那么根据相对论的“尺缩效应”,在速度v的方向上有r=r0√1-(v/c)2。
图6 “空间弯曲”与“速度”
若设“质量” m对应“空间”的曲率为K, 由k=1/r,k0=1/r0,r=r0√1-(v/c)2,则有k=k0/√1-(v/c)2。
k=k0/√1-(v/c)2说明,静止“质量”m0以速度v运动后,其对应的“空间曲率”会发生“增大”变化——“速度弯曲空间”。
又由m0=αK0,m=αK和k=k0/√1-(v/c)2,可有m=m0/√1-(v/c)2。
m=m0/√1-(v/c)2说明了,静止“质量” m0以速度v运动后,“质量”发生的变化——“速度增大质量”(“质增效应”),是由速度v“弯曲”了“质量”m0对应的“空间”而产生的——“速度弯曲空间”。
参考资料:
[1]《空间》百度百科
[2]《阿尔伯特·爱因斯坦》百度百科
(http://baike.baidu.com/view/2526.htm?fromId=2218)
[3]《引力》维基百科
(http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%BC%95%E5%8A%9B)
[4]相关资料请参考《“引力场”与“空间场”》
(http://blog.sina.com.cn/u/2494755301)
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