最新-新浪科技科学探索 04月11日 10:03
张朝阳硬核解析“广义相对论的光线偏折”
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搜狐创始人张朝阳在北京天文馆以“广义相对论下的光线偏折”为主题进行物理课线下专场。他深入浅出地讲解了爱因斯坦广义相对论的核心内容,包括引力对时空的影响以及光线在引力场中的弯曲现象。张朝阳现场推导了史瓦西度规、测地线方程等,并结合爱丁顿的观测结果,阐述了广义相对论的重要性和历史意义。他还与观众互动,探讨了光的性质、黑洞以及物理学在工程和现实中的应用。

💡 引力的本质是时空的弯曲:张朝阳解释,引力并非一种力,而是由于大质量天体对时空的扭曲。光在真空中的传播并非直线,而是沿着弯曲时空中的“直线”传播,这给三维空间带来了弯曲的视觉效果。

🔭 爱因斯坦广义相对论的关键成果:文章指出,张朝阳讲解了广义相对论的重要成果,解释了大质量天体如何扭曲时空,以及弯曲的时空如何引导物质运动。他还介绍了爱丁顿团队在日食期间观测到的星光偏转,验证了广义相对论的正确性。

➗ 物理学家的近似解:面对复杂的超越方程,物理学家会利用现实条件寻找近似解。令人惊讶的是,这个近似解的结果恰好是从传统牛顿力学得到的结果的两倍,这被爱丁顿的观测所证实。

⚫️ 黑洞与光子球:张朝阳还推导出光线在距离黑洞1.5倍史瓦西半径的地方形成环绕黑洞的光子球,这一现象被拍摄入黑洞照片中,生动展示了广义相对论的实际应用。

🤔 现场互动与讨论:在互动环节,张朝阳与学生们讨论了光的波动性和粒子性、引力场对光传播的影响,以及小行星撞击地球的概率、基础物理与应用物理的差异和联系等,展现了物理学的广泛应用。

  新浪科技讯 4月11日上午消息,搜狐创始人、董事局主席兼首席执行官、物理学博士张朝阳4月10日现身北京天文馆,以“广义相对论下的光线偏折”为主题开展物理课线下专场。

  对星光的观测是天文学的基础,然而真空中的光总会沿着直线传播吗?光子没有质量还会被引力拉扯吗?现场,张朝阳身穿一套利落西装,逐一给出答案:引力的本质不是力,而是时空的弯曲;真空中的光总会沿四维弯曲时空中的“直线“传播,但给三维空间上给我们造成了”弯曲“的假象。

  张朝阳介绍,这一结论其实是爱因斯坦著名的广义相对论的重要成果,也是将广义相对论推向物理学王座的关键一步。在满布公式的整面黑板墙前,张朝阳针对为何大质量天体如何扭曲了时空、弯曲的时空又如何引导物质运动这两个核心要点娓娓道来,并硬核手推史瓦西度规、测地线方程、光子运动轨迹,严谨又不失流畅,全程不看任何讲稿,点燃了众多观众探索宇宙奥秘的热情。

  1919年爱丁顿和他的团队的日食期间成功观测到了星光的偏转角,结果竟与爱因斯坦的大胆预言完美吻合,从而将广义相对论从哲学狂想转变为物理现实。百年后的今天,张朝阳在直播课堂重现了这场跨越时空的思维接力。他从基本的微分几何原理出发,从时空度规到曲率,从克氏符到矢量的求导和平移,一步步推导出球对称天体外的类光测地线方程。

  张朝阳进一步介绍,面对这样一个让数学家头疼的超越方程,物理学家会充分利用现实的条件对寻找方程的近似解。令人惊奇的是,这猜出来的结果恰好是从传统牛顿力学得到的结果的两倍,这个精确的2就是被爱丁顿确认的真理。

  现场互动环节,张朝阳与高校学子们针对光的波动性和粒子性、引力场对光传播的其他展开了进一步讨论。张朝阳现场满足众多观众的好奇心,从课程的计算继续推导出光线在距离黑洞1.5倍史瓦西半径的地方形成环绕黑洞的光子球,并被拍摄入黑洞照片中。张朝阳还和学生们就小行星撞击地球的概率、基础物理与应用物理的差异和联系、数学和物理的联系以及物理在工程和现实中的应用展开了丰富的讨论。

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