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有关时空弯曲的问题讨论

(2019-03-11 20:20:22)
标签:

时空弯曲

引力势

曲率

无穷大质量平板

分类: 相对论

有关时空弯曲的问题讨论

 涂润生

摘要地球绕太阳运转实际上不是在太阳质量导致的弯曲时空中运动的,因为地球运动前方的时空曲率由太阳质量和地球质量共同决定。月球所在的空间,一半的曲率小另一半的曲率大,绕地球转动的时候应该有自旋。但是,实际情况是月球相对地球没有自旋运动。无穷大质量平板两侧的时空怎么弯曲?引力势的等势面的曲率与时空曲率的关系是什么?

关键词:时空弯曲,月球自转,无穷大质量平板,等势面

第一个问题

地球绕太阳转动时,地球轨道上,在地球运动的前方,空间同时受太阳和地球的影响,其曲率与没有地球时是不一样的。因此,可以说地球绕太阳运动并不是按照时空的曲率运动的。换言之,如果想用广义相对论的时空弯曲来描述地球的运动,只能忽略地球本身的质量对时空曲率的影响(就是说,讨论地球绕太阳的运动轨道时,只能将地球当作一个类似于“试验质量”来考虑——忽略地球自身的质量对时空的影响)。为什么用时空弯曲的理论来描述地球绕太阳运动,只能将地球当作一个没有质量的质点呢?难道时空弯曲的理论不正确吗?要知道月球和地球表面的物体都是同时按太阳质量导致的时空弯曲和地球质量导致的时空弯曲运动的。而地球的整体却是例外。

第二个问题

    地球的体积有点儿大,它向着太阳的一侧的质量是在时空曲率较大的空间中运动的,而背着太阳的一侧的质量是在曲率较小的时空中运动的。这样,地球就会受到一个扭力。这个扭力迫使地球自转。地球和八大行星的自转都可以用这种方式解释。按照同样的道理,月球也应该有自转。但是,有例外——月球没有自转。为什么?这是不是表明,时空弯曲的理论对于月球的运动失效了。或许,时空弯曲的理论完全不正确。

第三个问题

在电磁学中,无穷大带电平板附近的电场强度是一个常量。其求法是过考虑的场点作一根垂直于带电平板的垂线,以此垂线为中心,将带电平板切割成许多圆环,考虑一个这样的圆环上的电荷对场点的影响,然后积分。那么,无穷大的质量平板附近的引力场强度或者说时空的曲率能求出来(无穷大质量平板的爱因斯坦场方程有“有限解“)吗?

第四个问题

在般情况下,时空弯曲的曲率与球形质量的引力势的等势面的曲率是相同的。但是,在无穷大质量平板附近,等势面是平面,而时空的曲率却不是无穷小。问题是,等势面的曲率与时空弯曲的曲率在什么情况下相同,在什么情况下不相同?

第五个问题

    物体在弯曲空间中的运动路线为什么又与速度有关而不总是沿着空间的曲率运动(连光子也不是沿着空间曲率运动的)。就是说,时空弯曲理论与运动学和动力学是怎样建立联系的?换一种提法:物体在弯曲空间中运动路径的短程线是怎样计算出来的?要知道,火车在轨道上行驶,其运动路径与它的速度无关。空间弯曲了,物体在弯曲的空间中运动与轨道运动是不是有一比呢?另外,两个黑洞相遇且相互靠近,为什么说会产生旋转(相互绕转)呢?那个转动的力矩从哪量来的?两个带电相球相互靠近为什么没有那种相互绕转现象呢?两个黑油相互靠近时,其中一个黑洞不也是沿着一条短程线飞向另一个黑洞吗?就是说根据牛顿理论,两个黑洞相互靠近时根本不可能产生相互绕转的运动。找不到那种旋转力矩的来源。

    这个问题完全是我的知识局限性导致的。


请各位高手不吝赐教。非高手也可以想说就说,不受是否提供确凿证据的限制。

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