廣義相對論課堂6時空圖彎曲ppt課件

1、廣義相對論課堂6時空圖、彎曲、SRP2021.9.27韓愈：師者，傳道、授業(yè)、解惑Law、Action、Clear易經(jīng)：三易蜥蜴=變色龍 變易 不易 簡易 關(guān)鍵詞 概念 主題例程活動：總結(jié)上次課主題 先局域后廣域先微分后積分球體自勢能 時空背景參考系坐標(biāo)系方程 切換參考系！ dt=dtLPI 思緒圖鞅軛轅軸 輻射、 商鞅、博弈概率鞅論 共軛 南轅北轍 X軸 蘇軾、蘇轍 方輿地、提轄、張衡車軛頸脖處車轅 共軛扼制球面的直徑復(fù)共軛 習(xí)題6.12、8.2二階變分 分析力學(xué)主要用的數(shù)學(xué)工具是泛函變分分析變分法、途徑積分，入門講的最好的是以下幾本數(shù)學(xué)方法書電子書：Michio Masujima,Appl

2、ied mathematical methods in theoretical physicsHassani Sadri, Mathematical Methods For Students of Physics and Related Fields, Springer 2021 2nd EditionRiley Hobson 2002 Mathematical Methods For Physics 測地線丈量大地的線 局域平面幾何平行挪動 穩(wěn)定值stationary 極值=短程、鞍點 以上兩種定義綜合：曲面上的“直線 最簡單 曲相對直球面大圓Intrinsic僅在自身（二維）內(nèi) Embed

3、ding嵌入高一維歐式空間由測地線得到平面截得時間彎曲潮汐加速度顧名思義二維內(nèi)稟曲率時間量不同地點空間量不同時刻研究對象兩個鐘兩個測試粒子特征非測地線（緯度圈）測地線偏離兩條信號測地線潮汐加速度物理與幾何 運用 類似類比了解 平面直線=自在粒子軌跡 平直時空直線=自在粒子世界限彎曲時空=引力場引力的度規(guī)實際：GR 彎曲時空3+1維 1維，內(nèi)稟無曲率 2維，最簡單球面什么是彎曲？ Hartle p.17 Box 2.2測地線間隔偏移變化曲率兩條測地線 正positive curvaturea0（初始）相交射線=間隔從0增大不相交平行=間隔從某個有限值相交封閉、有限空間球面：初始平行 局域平面上平

4、行 赤道開場，兩經(jīng)圈切矢量 第20章球面比較平面幾何 點南北極點=對極點共軛、赤道圈上 直線=大圓弧經(jīng)度圈、赤道圈 間隔=短大圓弧 角=長度比 平行no 三角二角形 圓circle內(nèi)稟、周徑比 技巧：無量綱化，半徑=單位長度Einstein轉(zhuǎn)盤(勻速V) ：數(shù)量桿數(shù)目 L0=桌面測得外圍周長 L=轉(zhuǎn)盤系測得本身盤周長0000-1/222LLLLLLCV-1，量桿rod=ruler尺子非歐幾何：周徑比L/D/DLLLL000 曲率正or負？ 2.19式 空間彎曲 時空平直 勻加速系為什么需求轉(zhuǎn)盤提示空間彎曲球面不夠嗎？直觀之 實測歷史：高斯、 兩種生滅：澆鑄、Ehrenfeist佯謬兩條線4-5

5、2-5-20 SRPrinciple=運動學(xué) 動力學(xué) 電磁學(xué) 四維方式SRP總結(jié)圖 4原理 3效應(yīng) 2中心一體兩面 1根本點事件絕對理實交融=信解行證 構(gòu)成思想實驗丈量！ 實驗結(jié)果證明實際推導(dǎo)光電計時器原理光電計時器原理 是兩個相對的門 一個門上有紅外發(fā)射器 一個門上有紅外接納器 一開場接納器可以接納到紅外線 當(dāng)物體經(jīng)過的時候擋住紅外線 此時接納器接納不到紅外線 物體分開之后 再次接納到紅外線 利用這個原理就可以計時了 力學(xué)根本量丈量對象儀器標(biāo)準(zhǔn)原理（物理周期性過程）長度尺子雷達回波巴黎米光行剛性=長度不隨時間變化光速常數(shù)時間鐘銫原子鐘 躍遷周期質(zhì)量天平碰撞砝碼彈性球常引力場力矩平衡動量守恒三

6、位一體：實物、術(shù)語、圖示實物術(shù)語圖示鐘尺網(wǎng)格系統(tǒng)觀（測）者慣性系irf坐標(biāo)網(wǎng)格一個事件原點X方向尺子標(biāo)架frame x空間坐標(biāo)軸相對論慣性參考系 一個原始的ontology存在性第一原理 意味著一切鐘和尺觀者相對靜止或相對足夠慢多慢取決于所需精度否那么能夠引起誤差運動時鐘變慢 跨界=方式變化部分強迫性無可無不可到必需、從不講究到精挑細選Mode/Pattern鐘尺丈量網(wǎng)格系統(tǒng) Taylor & Wheeler p.22鐘尺丈量網(wǎng)格系統(tǒng) 最直接、原始，用于演繹原理 部分非適用 Reference frame標(biāo)架 vs Coordinate system參考系與坐標(biāo)系比較 物體實體 標(biāo)架refer

7、ence frame 矢量 一個參考系可有不同坐標(biāo)系 人為的引入數(shù)值刻度 系統(tǒng)coordinate system 數(shù)量非標(biāo)量SRP總結(jié)圖細推 4原理 3效應(yīng) 2中心一體兩面 1根本點事件絕對第一原理 存在原始的慣性鐘尺 vs 牛頓第一定律：由丈量決議=閱歷定律 存在性ontology、原始起點 Godel不完備性定理 Ohanian 2.1節(jié)：拓撲：宇宙封鎖三維球、Wheeler量子泡沫、革命？量子事件？當(dāng)堂問題 原理是由一系列實驗檢驗 子方式活動：坐標(biāo)圖 Cartersian x-y Thermodynamic p-v 要素 原點 軸刻度、方向 坐標(biāo)網(wǎng)格時空圖 坐標(biāo)圖區(qū)分x-y坐標(biāo)圖！ 力學(xué)

8、、熱學(xué)相圖 技術(shù)、工具；表達、論述、廓清 Feynman圖Classical Doppler Effect 3 參考系 源S、接納器R相對靜止 S向R以V運動 R向S以V運動 綜合 介質(zhì)運動 介質(zhì) V是如何丈量？ 波速不變，波長變短 波長不變，波速變快 疊乘 相對性原理時空圖Pen & Paper Plot 1st diagram of train coordinate system By 1st principle, assume origin O=rear event 2nd diagram Ground system 3 events 3 world lines A trick A funda