為什么愛因斯坦能提出超前百年的相對論?

【為什么愛因斯坦能提出超前百年的相對論?】在1905年 , 愛因斯坦提出了劃時代的時空理論——狹義相對論 , 由此掀起了物理學的變化 , 現代物理學的一大基石宣告降生 。 10年之后 , 愛因斯坦又提出了全新的引力理論——廣義相對論 。 一百多年后 , 愛因斯坦的理論預言才逐漸被現代科技所證實 。 那么 , 在昔時科技尚不發財的環境下 , 為什么愛因斯坦可以或許提出如斯超前的理論呢?

事實上 , 在愛因斯坦那個年月 , 相對論的種子已經起頭萌芽 。 那時間進入20宿世紀之后 , 物理學家遍及認為物理大廈已經根基建造落成 , 后宿世只需做一些修補工作就行 。 然而 , 飄零在物理學大廈上空的一朵烏云讓一些物理學家感應不安 。

為什么愛因斯坦能提出超前百年的相對論?



早前的物理學家認為 , 真空中遍布以太 , 這是光傳布的介質 , 以太系就是宇宙的絕對靜止參照系 。 為了證實以太的存在 , 邁克耳遜和莫雷兩位物理學家進行了一項聞名的光干與嘗試 。 成果表白 , 宇宙中不存在以太 , 而光速在任何參照系里都是不變的 。
關于光速的不變性 , 在更早的麥克斯韋光速公式中已經可見一斑 。 在麥克斯韋的真空光速公式中 , 計較光速的兩個常數(真空介電常數、真空磁導率)只與真空有關 , 并不存在任何的偏向性 , 這意味著光速是不變的 。
為什么愛因斯坦能提出超前百年的相對論?



不外 , 以太概念深切那個時代物理學家的思維 , 即即是那時的大物理學家洛倫茲也始終對峙以太的存在 。 為領會釋邁克耳遜-莫雷嘗試 , 洛倫茲提出了一種數學手段——洛倫茲變換 。
愛因斯坦則提出了完全分歧的觀點 , 他對峙嘗試的成果 , 認為光速是不變的 , 而變的是時候和空間 。 由此 , 愛因斯坦創立了狹義相對論 。 在愛因斯坦看來 , 牛頓的絕對時空不雅是不當作立的 , 時空因為參照系的分歧而分歧 。 從狹義相對論推導出的鐘慢效應、質能方程等結論最終都被嘗試一一證實 , 并獲得應用 。
為什么愛因斯坦能提出超前百年的相對論?



在創立狹義相對論之后 , 愛因斯坦一向在研究若何把引力也納入相對論系統 。 愛因斯坦用物質和能量彎曲時空發生的幾何效應來詮釋引力現象 , 由此創立了廣義相對論 。
基于廣義相對論 , 愛因斯坦做出了一系列主要的預言 , 此中包羅引力透鏡效應、引力紅移、黑洞、引力波 。 但在那個時代 , 受制于有限的科技程度 , 良多預言都無法進行驗證 。 直到比來這些年 , 引力波、黑洞等現象才被直接探測到 。
為什么愛因斯坦能提出超前百年的相對論?



之所以愛因斯坦可以或許提出超前的物理學理論 , 一部門原因當然離不開他那極為靈敏的物理學思維 , 還有一部門原因是愛因斯坦也是站在巨人的肩膀上 。 在那個時代 , 已經有幾位物理學家接近狹義相對論 。 若是再晚個5年 , 狹義相對論就不屬于愛因斯坦 。
但廣義相對論就紛歧樣了 , 沒有愛因斯坦 , 生怕再過50年可能也沒有人會提出這個引力理論 。 廣義相對論是愛因斯坦平生最引覺得豪的當作就 , 他很是相信本身的理論最終會獲得嘗試的證實 。

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