广义相对论04.ppt

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1、广义相对论04 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望第四章观测量的理论4.14.1 观测量作为标量观测量作为标量4.2 4.2 时空间隔的测量和投影算符时空间隔的测量和投影算符4.3 4.3 物理的坐标系物理的坐标系4.4 4.4 四轴系和局域测量的一般概念四轴系和局域测量的一般概念4.5 4.5 两个观测者的测量的比较两个观测者的测量的比较4.6 4.6 局域惯性系条件局域惯性系条件2022/11/102广义相对论_绪论2022/11/10广义相对论_

2、绪论3在广义相对论中，需要一个理论来说明某一个观测者在他的局域参考系中所测得的物理量与张量性物理理论中所得到的物理量之间的关系，这就是观测量的理论。4.14.1 观测量作为标量观测量作为标量按广义相对论，四维物理时空是一个弯曲的黎曼空间。因此，一般讲，全局性的空间刚架和全局性的统一时间都是不存在的。广义相对论对物理问题的理论研究需要坐标系，任何测量结果都依赖于参考系，但坐标系和参考系一般又不一致。这三个情况结合就导致了一个问题：在某一坐标系中所得到的张量性的物理量与某一观测者观测所得到的物理量之间是什么关系？2022/11/10广义相对论_绪论4什么是时空坐标系？就是在物理时间的时空位置和四个

3、数构成的数组之间建立一种确定的一一对应关系。什么是参考系？限于局域参考系。就是指一个按确定方式在时空中运动的观测者所携带的局域刚架和时钟。测量中，我们面对四个因素：第一，确定的观测对象。第二，事件发生点的时空几何性质。第三，确定的参考系。第四，为表述该物理量和该观测者运动情况的坐标系。观测结果依赖于前三个因素，但与第四个因素无关。即：观测量必定是一个标量观测量必定是一个标量。2022/11/10广义相对论_绪论54.2 4.2 时空间隔的测量和投影算符时空间隔的测量和投影算符证明时间间隔T和空间距离L是标量。4.3 4.3 物理的坐标系物理的坐标系考虑一个特殊的观测者，他相对于坐标系是局域静止的，即他相对于坐标系是局域地随动的。物理的坐标系的条件是什么？什么样的坐标系是物理的坐标系？弯曲时空与平坦时空的差别：弯曲时空与平坦时空的差别：时间对准问题。为什么在GR中，通常不能建立全局性的统一时间？有限距离问题。为什么在GR中，空间距离的概念对相邻点有确切的含义，对有限间点距通常没有确切的含义？