广义相对论

别名：GR · General Relativity · 爱因斯坦引力

概述

广义相对论是爱因斯坦于 1915 年发表的引力理论。它将引力描述为时空的几何弯曲，而非牛顿力学中的超距作用力。

核心思想

物质告诉时空如何弯曲，弯曲的时空告诉物质如何运动。 — 约翰·惠勒

爱因斯坦场方程

$$G_{\mu\nu} + \Lambda g_{\mu\nu} = \frac{8\pi G}{c^4} T_{\mu\nu}$$

  • $G_{\mu\nu}$：爱因斯坦张量，描述时空曲率
  • $T_{\mu\nu}$：能量-动量张量，描述物质和能量分布
  • $\Lambda$：宇宙学常数
  • $g_{\mu\nu}$：度规张量

三大经典验证

  1. 水星近日点进动 — 牛顿力学无法解释的每世纪 43 角秒偏差
  2. 光线偏折 — 1919 年爱丁顿日食观测证实
  3. 引力红移 — 光在引力场中频率降低

现代验证

  • 引力透镜效应
  • 引力时间延迟
  • 引力波探测（LIGO, 2015）
  • 黑洞成像（事件视界望远镜, 2019）

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