廣義相對(duì)論課堂6時(shí)空?qǐng)D彎曲ppt課件

1、廣義相對(duì)論課堂6時(shí)空?qǐng)D、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(jiǎn)易 關(guān)鍵詞 概念 主題例程活動(dòng)：總結(jié)上次課主題 先局域后廣域先微分后積分球體自勢(shì)能 時(shí)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(cè)地線丈量大地的線 局域平面幾何平行挪動(dòng) 穩(wěn)定值stationary 極值=短程、鞍點(diǎn) 以上兩種定義綜合：曲面上的“直線 最簡(jiǎn)單 曲相對(duì)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(cè)地線得到平面截得時(shí)間彎曲潮汐加速度顧名思義二維內(nèi)稟曲率時(shí)間量不同地點(diǎn)空間量不同時(shí)刻研究對(duì)象兩個(gè)鐘兩個(gè)測(cè)試粒子特征非測(cè)地線（緯度圈）測(cè)地線偏離兩條信號(hào)測(cè)地線潮汐加速度物理與幾何 運(yùn)用 類似類比了解 平面直線=自在粒子軌跡 平直時(shí)空直線=自在粒子世界限彎曲時(shí)空=引力場(chǎng)引力的度規(guī)實(shí)際：GR 彎曲時(shí)空3+1維 1維，內(nèi)稟無(wú)曲率 2維，最簡(jiǎn)單球面什么是彎曲？ Hartle p.17 Box 2.2測(cè)地線間隔偏移變化曲率兩條測(cè)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(gè)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(chǎng)，兩經(jīng)圈切矢量 第20章球面比較平面幾何 點(diǎn)南北極點(diǎn)=對(duì)極點(diǎn)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(zhǎng)度比 平行no 三角二角形 圓circle內(nèi)稟、周徑比 技巧：無(wú)量綱化，半徑=單位長(zhǎng)度Einstein轉(zhuǎn)盤(勻速V) ：數(shù)量桿數(shù)目 L0=桌面測(cè)得外圍周長(zhǎng) L=轉(zhuǎn)盤系測(cè)得本身盤周長(zhǎng)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(fù)？ 2.19式 空間彎曲 時(shí)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(shí)測(cè)歷史：高斯、 兩種生滅：澆鑄、Ehrenfeist佯謬兩條線4-5

5、2-5-20 SRPrinciple=運(yùn)動(dòng)學(xué) 動(dòng)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(diǎn)事件絕對(duì)理實(shí)交融=信解行證 構(gòu)成思想實(shí)驗(yàn)丈量！ 實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明實(shí)際推導(dǎo)光電計(jì)時(shí)器原理光電計(jì)時(shí)器原理 是兩個(gè)相對(duì)的門 一個(gè)門上有紅外發(fā)射器 一個(gè)門上有紅外接納器 一開場(chǎng)接納器可以接納到紅外線 當(dāng)物體經(jīng)過(guò)的時(shí)候擋住紅外線 此時(shí)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(gè)原理就可以計(jì)時(shí)了 力學(xué)根本量丈量對(duì)象儀器標(biāo)準(zhǔn)原理（物理周期性過(guò)程）長(zhǎng)度尺子雷達(dá)回波巴黎米光行剛性=長(zhǎng)度不隨時(shí)間變化光速常數(shù)時(shí)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(chǎng)力矩平衡動(dòng)量守恒三

6、位一體：實(shí)物、術(shù)語(yǔ)、圖示實(shí)物術(shù)語(yǔ)圖示鐘尺網(wǎng)格系統(tǒng)觀（測(cè)）者慣性系irf坐標(biāo)網(wǎng)格一個(gè)事件原點(diǎn)X方向尺子標(biāo)架frame x空間坐標(biāo)軸相對(duì)論慣性參考系 一個(gè)原始的ontology存在性第一原理 意味著一切鐘和尺觀者相對(duì)靜止或相對(duì)足夠慢多慢取決于所需精度否那么能夠引起誤差運(yùn)動(dòng)時(shí)鐘變慢 跨界=方式變化部分強(qiáng)迫性無(wú)可無(wú)不可到必需、從不講究到精挑細(xì)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(shí)體 標(biāo)架refer

7、ence frame 矢量 一個(gè)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(xì)推 4原理 3效應(yīng) 2中心一體兩面 1根本點(diǎn)事件絕對(duì)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(diǎn) Godel不完備性定理 Ohanian 2.1節(jié)：拓?fù)洌河钪娣怄i三維球、Wheeler量子泡沫、革命？量子事件？當(dāng)堂問(wèn)題 原理是由一系列實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn) 子方式活動(dòng)：坐標(biāo)圖 Cartersian x-y Thermodynamic p-v 要素 原點(diǎn) 軸刻度、方向 坐標(biāo)網(wǎng)格時(shí)空?qǐng)D 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(dá)、論述、廓清 Feynman圖Classical Doppler Effect 3 參考系 源S、接納器R相對(duì)靜止 S向R以V運(yùn)動(dòng) R向S以V運(yùn)動(dòng) 綜合 介質(zhì)運(yùn)動(dòng) 介質(zhì) V是如何丈量？ 波速不變，波長(zhǎng)變短 波長(zhǎng)不變，波速變快 疊乘 相對(duì)性原理時(shí)空?qǐng)DPen & 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