广义相对论的验证
广义相对论证明过程
广义相对论证明过程
嘿，朋友们！今天咱来聊聊广义相对论那神奇的证明过程呀！
你说广义相对论像不像一个超级神秘的魔法盒子？爱因斯坦就像是那个最厉害的魔法师，一点点地揭开这个盒子的秘密。
咱先从等效原理说起吧。
就好比你站在地球上感觉有重力，那要是在一个加速上升的电梯里，你也会有类似重力的感觉呀，这不是很奇妙吗？爱因斯坦就发现了这个神奇的现象，然后顺着这个思路一路探索下去。
再说说时空弯曲。
想象一下，时空就像一张巨大的弹性网，质量大的物体就像一个大铁球放在网上，会把网压得凹下去，其他小物体经过这里就会沿着弯曲的路径走。
这是不是很形象？
为了证明这些，爱因斯坦可没少费脑筋。
他得考虑各种各样的情况，做各种复杂的计算。
这就好像走迷宫一样，得一点点摸索，找到正确的路。
他观察星光的偏折，就好像我们在黑暗中寻找那一丝光亮。
当看到星光真的因为太阳的引力而发生偏折时，那感觉就像找到了宝藏一样兴奋！
还有引力红移呢，就像声音在空气中传播会变化一样，光在引力场中也会发生变化。
这多神奇呀！
爱因斯坦就这么一步步地，用他那超级聪明的大脑，构建起了广义相对论的大厦。
这可不是一般人能做到的呀！
这广义相对论可不只是理论上厉害，它对我们理解宇宙有着至关重要的作用。
它让我们知道了黑洞的存在，让我们对宇宙的奥秘有了更深的探索。
想想看，如果没有广义相对论，我们对宇宙的认识得少多少啊！它就像一把钥匙，打开了我们通往宇宙深处的大门。
所以说呀，广义相对论真的是太了不起了！它是人类智慧的结晶，是我们探索宇宙的有力武器。
让我们一起为爱因斯坦的伟大发现鼓掌吧！。
爱因斯坦广义相对论解
爱因斯坦广义相对论解
爱因斯坦的广义相对论是一种描述引力的理论，由阿尔伯特·爱因斯坦在1915年提出。
这一理论基于一系列方程，被认为是引力的更加准确和全面的描述，取代了牛顿引力定律。
广义相对论的核心思想包括以下几个方面：
1.引力是时空弯曲：根据广义相对论，质量和能量使时空发生弯
曲，其他物体沿着这个被弯曲的时空路径运动，就像在一个弯曲的表面上滚动一样。
这种弯曲被称为时空弯度。
2.物体沿最短路径运动：在广义相对论中，物体沿着时空的最短
路径（称为测地线）运动，而不是像牛顿力学中那样沿直线运动。
3.能量和质量的等效性：根据著名的E=mc²公式，能量和质量是
等效的。
因此，能量也能够影响时空的弯曲，而不仅仅是质量。
4.弯曲的时空影响物体的运动：弯曲的时空影响物体的路径，使
得物体看起来好像受到引力的作用。
这就是我们通常所理解的引力的来源。
广义相对论的方程系统是一组复杂的偏微分方程，其中包括爱因斯坦场方程。
这些方程描述了时空如何受到质量和能量的影响，以及物体在受到引力作用时如何运动。
由于这些方程的复杂性，通常需要数值模拟或近似解法来理解引力场的性质。
广义相对论在很多方面都得到了验证和应用，例如引力波的发现以及对星系、黑洞等天体的研究。
它已经成为现代理论物理的基石，但在
极端条件下（如宇宙的起源、黑洞内部等），我们对引力的理解仍然有待深入。
广义相对论验证
广义相对论验证
广义相对论已经在多个实验中得到验证，其中最著名的是:
1. 光线偏移：1919年英国天文学家爱因斯坦在日偏食实验中观测到光线经过重力场时偏转的现象，验证了广义相对论中的引力学说。
2. 时间膨胀：在高速运动的粒子钟实验中，观察到时间流逝速度由速度的变化而改变，这也是广义相对论预测的效应。
3. 地球和GPS系统的时间差：GPS系统非常精确，但是因为地球的引力场（比如大气层）而产生的时间差异非常微小，广义相对论预测了这种效应，GPS已经对这种效应进行了补偿。
4. 黑洞：确认了物体在极度引力的情况下会塌缩成一个无穷小的点（称为奇点），形成了一种称为黑洞的天体。
这些实验证明了广义相对论是正确的，实际上它已经成为了现代物理学的基石。
广义相对论的四大验证
广义相对论的四大验证
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20世纪最杰出的物理学家爱因斯坦提出了广义相对论（General relativity），
这是一种介绍万有引力力学和宇宙学的理论。
爱因斯坦的理论在现代的天文学和物理学研究中发挥着重要的作用。
那么，爱因斯坦的广义相对论有哪些验证呢？
一、光衍射现象验证：根据相对论，引力会对光速产生影响，特别是靠近质量
较大的天体时，就很容易发现光衍射现象。
例如，今夏在波士顿用望远镜集中观察到的太阳的光圈。
二、引力色散验证：爱因斯坦的理论认为，引力会对物体的运动速度产生影响，使同一系统的物体运动速度变化趋于平均，所谓的引力色散。
其中最典型的例子是观察到的千万光年双星系统，科学家们发现随着双星系统离开地球观测器越来越远，双星运动速度也逐渐减慢。
三、思考实验检验：爱因斯坦说，重力不仅会改变物体的运动状态，还ま会改
变观测者的时间膨胀，即时间转换率。
在比较大的重力场时，观测者测量到的精确时间就会相对于一个弱重力水平而言有所减慢。
四、引力透镜效应：当一个星系和另一个星系被非常接近的大质量物体——如
黑洞的紧密分离时，星系的光会受到重力的影响，将被折射到另一个星系。
这种引力透镜效应导致的额外星系光被称为弯曲的星系。
这种现象的实验检验和理论预测是爱因斯坦相对论的一个非常重要的证据。
综上所述，爱因斯坦提出的广义相对论有四大验证：光衍射现象验证、引力色
散验证、思考实验检验和引力透镜效应。
这四种证据从物理学的角度准确地描述了万有引力的规律，为现代宇宙的发现和研究提供了坚实的基础。
广义相对论的验证
让知识带有温度。
广义相对论的验证广义相对论的验证第一个水星近日点的运动实验爱因斯坦的预测证实，在弯曲的时空中，光芒必定沿着一个弯曲的轨迹行进，在加速参照系中，光的运行轨迹必然是曲线。
因此，按照相对性原理，光在任何时空中的运动轨迹也一定是弯曲的。
爱因斯坦为了检验这一假设，挑选了太阳系的太阳引力场来举行计算，计算结果表面当遥远的星光拂过太阳表面时，将会发生一点七秒的偏转。
这一结论将可以通过全日食时举行观测检验。
二战结束的1919年，在英国天文学家爱丁顿的支持与鼓舞下，英国科学界为了证明爱因斯坦的结论，派出了两支远征队分赴两地观看日全食，经过仔细的观测和讨论得出最后的结论，星光确实在太阳附近发生了一点七秒的偏转，英国皇家学会和皇家天文学会正式宣读了这一观测报告，爱第1页/共3页千里之行，始于足下因斯坦按照光芒受引力场折射的计算结果与现实如此之吻合。
其次个是光芒在引力场的偏移实验在一个足够大的引力场的作用下，空间和时光将发生“弯曲”。
这一理论明显彻低不同于人们对空间和时光的阅历熟悉，也颠覆了以牛顿经典物理学为基础的空间、时光理论。
爱因斯坦以惊人的天才提出了这一理论，并已经对其举行了近乎完善的数学论证。
当初担任剑桥高校天文台台长的爱丁顿组织了两支观测队，一支由当初的格林尼治天文台台长弗兰克·华生·戴森率领，前往巴西的索布拉尔；另一支则由爱丁顿亲手带队，前往非洲西部的普林西比岛，当初这是观测日食效果最好的两个地点。
Robin Carchpole博士说，爱丁顿在某种意义上说是这两支队伍共同的“智力领袖”。
两支队伍采纳了不同的观测办法。
格林尼治天文台的队伍在观测完日食时的恒星位置之后，于6个月后返回同一地点，此时太阳已经离开本来天区，这些恒星能够在夜间观看到，并且彻低不再受太阳引力场的影响。
他们将6个月后的恒星位置与日食时的恒星位置举行比较，以推断太阳对光芒的影响。
爱丁顿则实行另一种办法，请身在英国的讨论人员在夜间观看金牛座的这批恒星（因为身处地球不同位置，普林西比只能在白天看到这些星星，英国却可以在夜里看到），将所得的恒星位置与他观看到的举行比较。
物理学中的广义相对论应用研究
物理学中的广义相对论应用研究物理学是一门探索自然界的学科，在这个领域中，广义相对论是一项重要的理论。
广义相对论是爱因斯坦在20世纪初提出的，它描述了引力的本质以及物质和能量如何影响时空的弯曲。
广义相对论的应用研究在现代科学中有着深远的影响。
一、引力波的发现与研究广义相对论预言存在引力波的存在，而引力波是宇宙中由质量和能量在时空中传播的扰动。
只有在极端情况下，例如两个质量巨大的天体相撞合并，时空的扰动才能够产生足够大的引力波。
2015年，科学家通过激光干涉引力波天文台(LIGO)首次成功探测到引力波，验证了广义相对论的预言。
这一发现不仅向我们揭示了宇宙中异常剧烈的事件，还为研究黑洞、中子星等天体提供了全新的手段。
二、引力透镜效应的观测与解释广义相对论的另一个重要应用是解释引力透镜效应。
引力透镜效应是因为质量在时空中产生弯曲，导致光线在其周围弯曲而形成的一种现象。
这种现象被广泛应用于天文学中，可用于探测遥远星系背后的暗物质分布、测量距离以及研究宇宙的大尺度结构。
通过观测引力透镜效应，科学家获得了对宇宙和引力的更深入的理解。
三、黑洞与时空的研究广义相对论在黑洞研究中发挥了重要作用。
黑洞是由于极端质量密度而引起的空间弯曲，使得任何事物都无法逃脱其引力。
广义相对论通过描述具有质量的物体如何扭曲时空，并利用爱因斯坦场方程式来描述黑洞的属性和行为。
研究黑洞有助于深入了解引力的本质以及宇宙的演化过程。
四、宇宙起源与演化的模型建立广义相对论为研究宇宙起源与演化提供了理论基础。
它的方程式和原理被应用于宇宙大爆炸理论中，揭示了宇宙早期的发展过程。
通过利用广义相对论的模型建立和计算，科学家能够探索宇宙最初的时刻以及宇宙结构的形成。
总结：物理学中的广义相对论应用研究涉及到众多领域，包括引力波、引力透镜效应、黑洞研究以及宇宙起源与演化等。
这些研究的成果丰富了我们对宇宙和引力的认识。
广义相对论不仅为理论物理学提供了重要的基础，也对现代科学和技术的发展产生着深远的影响。
广义相对论是如何被证明的？
广义相对论是如何被证明的？广义相对论是如何被证明的？光线在通过大质量物体附近时会发生弯曲，这是广义相对论的一个重要预言。
但对这一预言的验证常被戏剧化地、简单化和夸张地再现给观众和读者，大大偏离了科学史史实。
那么，真实的情形如何呢？在一部艺术地再现爱因斯坦一生的法国电影《爱因斯坦》中，有这样一个镜头，1919年秋季某一天在德国柏林，爱因斯坦举着一张黑乎乎的照相底片，对普朗克说：（大意）多么真实的光线弯曲啊，多么漂亮的验证啊！光线在通过大质量物体附近时会发生弯曲，这是广义相对论的一个重要预言。
但对这一预言的验证常被戏剧化、简单化和夸张地再现给观众和读者，大大偏离了科学史史实。
笔者觉得围绕光线弯曲的预言与验证，有以下三个方面的史实需要澄清。
首先，光线弯曲不是广义相对论独有的预言。
早在1801年索德纳（Johann von Soldner，1766－1833）就根据牛顿力学，把光微粒当做有质量的粒子，预言了光线经过太阳边缘时会发生0.87角秒的偏折。
1911年在布拉格大学当教授的爱因斯坦根据相对论算出日食时太阳边缘的星光将会偏折0.87角秒。
1912年回到苏黎士的爱因斯坦发现空间是弯曲的，到1915年已在柏林普鲁士科学院任职的爱因斯坦把太阳边缘星光的偏折度修正为1.74角秒。
获得的量。
靠近太阳最近的一、二颗恒星往往非常强烈地影响最后的结果。
作了上述澄清之后，再来看本文开头所述的电影《爱因斯坦》中的艺术表达手法，过分得有点在愚弄观众的味道了；而一些科学类读物中的说法，譬如“爱丁顿率领着考察团，去南非看日食，真的看见了”这样的描述也过于粗略，容易产生误导。
那么，对光线弯曲预言的验证的真实历史是怎样的呢？爱丁顿对检验广义相对论关于光线弯曲的预言十分感兴趣。
为了在1919年5月29日发生日全食时进行检验光线弯曲的观测，英国人组织了两个观测远征队。
一队到巴西北部的索布拉尔（Sobral），另一队到非洲几内亚海湾的普林西比岛（Principe），爱丁顿参加了后一队，但他的运气比较差，日全食发生时普林西比的气象条件不是很好。
广义相对论的三个重要实证
广义相对论的三个重要实证广义相对论，由爱因斯坦于1915年提出，是物理学领域的一项里程碑式理论。
它从根本上改变了我们对空间、时间和引力的理解，预言了诸如引力波、黑洞和时空弯曲等革命性的现象。
以下是广义相对论的三个重要实证，它们不仅证实了理论的准确性，也加深了我们对宇宙的认知。
一、引力透镜效应引力透镜效应，又被称为爱因斯坦透镜效应，是广义相对论中描述光线由于引力场弯曲的预言。
这种现象是指当光在通过强引力场时，会发生类似于透镜的折射效果，导致光线弯曲、聚焦和放大。
这一现象在1919年的日食期间首次被观测到，证实了爱因斯坦的预言。
引力透镜效应在宇宙中广泛存在，例如在星系团、黑洞和行星等天体周围。
它不仅揭示了引力的作用机制，也为我们提供了观测宇宙的新视角。
引力透镜效应还可以用来测量宇宙中的物质分布、黑洞和暗物质的性质，进一步推动我们对宇宙的深入了解。
二、行星轨道与光度计测量行星轨道和光度计测量是验证广义相对论的另一种重要方法。
根据广义相对论，行星轨道会受到太阳质量的引力影响而发生微小的变化。
这些变化体现在行星轨道的进动（即行星绕太阳旋转的周期变化）和光度计测量（即行星相对于背景星光的亮度变化）。
通过精确测量行星轨道和光度计数据，科学家们可以验证广义相对论的预言。
事实上，广义相对论的预测与观测数据非常一致，这进一步证实了爱因斯坦的理论。
此外，这些观测数据还可以用来研究太阳系中其他天体的性质，如行星、卫星和彗星等。
三、重力红移现象重力红移现象是广义相对论中描述光在强重力场中传播时波长变长的预言。
当光从一个强重力场传播到地球时，由于引力作用，光的波长会变长，表现为红化现象（即光的颜色变红）。
这一现象可以通过观察远处的天体或实验室中的实验来验证。
例如，科学家们可以通过观测星体的光谱线移动来测量重力红移现象。
实验中，也可以通过发射激光到强重力区域（如高塔或卫星）并观察返回的光线波长变化来验证重力红移。
事实上，实验已经证明广义相对论的预测与观测结果相符。
《广义相对论》课件
1915年，爱因斯坦发表了广义相对论 ，描述了引力是由物质引起的时空弯 曲所产生。
爱因斯坦的灵感来源
爱因斯坦受到马赫原理、麦克斯韦电 磁理论和黎曼几何的启发，开始思考 引力与几何之间的关系。
广义相对论的基本假设
1 2
等效原理
在小区域内，不能通过任何实验区分均匀引力场 和加速参照系。
广义协变原理
物理定律在任何参照系中都保持形式不变，即具 有广义协变性。
研究暗物质与暗能量的性质有助于深入理 解宇宙的演化历史和终极命运。
05
广义相对论的未来发展
超弦理论与量子引力
超弦理论
超弦理论是一种尝试将引力与量子力学统一的理论框架，它认为基本粒子是一 维的弦，而不是传统的点粒子。超弦理论在数学上非常优美，但目前还没有被 实验证实。
量子引力
量子引力理论试图用量子力学的方法描述引力，解决广义相对论与量子力学之 间的不兼容问题。目前，量子引力理论仍在发展阶段，尚未有成熟的理论框架 。
广义相对论为宇宙学提供了重 要的理论基础，用于描述宇宙
的起源、演化和终极命运。
大爆炸理论
广义相对论解释了大爆炸理论 ，即宇宙从一个极度高温和高 密度的状态开始膨胀和冷却的 过程。
黑洞理论
广义相对论预测了黑洞的存在 ，这是一种极度引力集中的天 体，能够吞噬一切周围的物质 和光线。
宇宙常数
广义相对论引入了宇宙常数来 描述空间中均匀分布的真空能
宇宙加速膨胀与暗能量研究
宇宙加速膨胀
通过对宇宙微波背景辐射和星系分布的研究，科学家发现宇 宙正在加速膨胀。这需要进一步研究以理解其中的原因，以 及暗能量的性质和作用。
暗能量
暗能量是一种假设的物质，被认为是宇宙加速膨胀的原因。 需要进一步研究暗能量的性质和作用机制，以更好地理解宇 宙的演化。
爱丁顿到底有没有验证广义相对论
爱丁顿到底有没有验证广义相对论？一个教科书中的神话有一些进入了教科书的说法，即使被后来的学术研究证明是错了，仍然会继续广泛流传数十年之久。
“爱丁顿1919年观测日食验证了广义相对论”就是这样的说法之一。
即认为爱丁顿通过1919年5月的日全食观测，验证了爱因斯坦广义相对论对引力场导致远处恒星光线偏折的预言。
这一说法在国内各种科学书籍中到处可见，稍举数例如下：理查德·奥尔森等人编的《科学家传记百科全书》“爱丁顿”条这样写道：“爱丁顿……拍摄1919年5月的日蚀。
他在这次考察中获得的结果……支持了爱因斯坦惊人的预言。
”著名的伽莫夫《物理学发展史》、卡约里《物理学史》中都采用同样的说法。
在非物理学或天体物理学专业的著作中，这种说法也极为常见，比如在卡尔·齐默所著《演化：跨越40亿年的生命纪录》一书中，为反驳“智能设计论”，举了爱因斯坦广义相对论对引力场导致远处恒星光线偏折的预言为例，说“智能设计论”无法提出这样的预言，所以不是科学理论。
作者也重复了关于爱丁顿在1919年日食观测中验证了此事的老生常谈。
这个说法还进入了科学哲学的经典著作中，波普尔在著名的《猜想与反驳》一书中，将爱丁顿观测日食验证爱因斯坦预言作为科学理论预言新的事实并得到证实的典型范例。
他说此事“给人以深刻印象”，使他“在1919～1 920年冬天”形成了著名的关于“证伪”的理论。
爱丁顿验证了广义相对论的说法，在国内作者的专业书籍和普及作品中更为常见。
长高的秘诀有效增高这个被广泛采纳的说法从何而来的呢？它的出身当然是非常“高贵”的。
例如我们可以找到爱丁顿等三人联名发表在1920年《皇家学会哲学会报》（Philosophical Transactions of the Royal Society）上的论文，题为《根据1919年5月29日的日全食观测测定太阳引力场中光线的弯曲》，作者在论文最后的结论部分，明确地、满怀信心地宣称：“索布拉尔和普林西比的探测结果几乎毋庸置疑地表明，光线在太阳附近会发生弯曲，弯曲值符合爱因斯坦广义相对论的要求，而且是由太阳引力场产生的。
广义相对论效应
强等效原理 与时空弯曲
9岁的爱德华: “爸爸，你为什么这样出名？” 爱因斯坦： “你看见没有 ，当瞎眼的甲 虫沿着球面爬 行的时候，它 没发现它爬过 的路径是弯的， 而我有幸地发 现了这一点。”
广义相对论 的基本原理
所有参考系都是平权的，物
理定律必须具有适用于任何参 考系的性质。
强等效原理：
按牛顿力学，行星的轨道是以太阳为焦 点的椭圆形闭合曲线，实际天文观测到水 星在近日点有进动，每世纪5557.62”，比 牛顿理论的计算值多了44.11”，成了世纪 之谜。直到广义相对论成功预言了水星在 近日点的进动，每世纪应有44.11”的附加 值。这是时空弯曲对牛顿反平方定律的修 正。可以看作是广义相对论早期重大验证 之一。
在每一事件(时空点)及其邻 域里存在一个局域惯性系,即与在引
力场中自由降落的质点共动的参考Biblioteka 系，在此局域惯性系一切物理定律
具有狭义相对论的形式。
注意到弱等效原理
惯性质量=引力质量
局域惯性系的惯性力 是引力的一种形式
即
惯性力等效于引力
爱因斯坦电梯
“引力场等效加速度”？
如果 说 “引力场等效加速度” ，此 结论未免过于粗糙。事实上，引力场并 非简单地等效加速度，应该是“引力场 中任一点及其邻域，等效于同处存在一 个局部自由降落的参考系—局部惯性系 ，在其中狭义相对论定律完全适用。”
星体附近的局域惯性系K’相对于 惯性系K的速度为
v
2GM r
dt
dt' 1v c
2 2 2
2
dt' 1 2GM c r
2
dr dr' 1 v c 粒子速度
dr' 1 2GM c r
关于广义相对论五大检验
关于广义相对论五大检验广义相对论是爱因斯坦于1915年提出的一种理论，通过描述物质在引力场中的运动轨迹，解释了引力的本质，改变了我们对宇宙的认识。
但广义相对论理论具有非常高的复杂性，因此需要通过实验来验证其正确性。
下面，我们将会分别介绍广义相对论的五大检验实验。
一、物体落体实验物体落体实验是广义相对论的最简单实验，早在17世纪就已有人进行过。
基于相对论的预测，物体自由下落的加速度不会受其质量、形状或者构成材料的影响，而只与引力场的大小有关。
美国物理学家罗伯特·德鲁（Robert Dicke）在1959年对此进行了精确的实验验证，并得到了验证广义相对论的结果。
二、水星轨道进动水星轨道进动是广义相对论的重要预测之一。
根据牛顿引力定律，在太阳的引力下，行星轨道应该是一个正圆。
但在广义相对论的预测下，行星轨道会受到太阳引力场的弯曲，导致轨道的偏移。
德国天文学家卡尔·威廉·雷姆斯（Karl Wilhelm Reinmuth）首先观测到了水星轨道的进动，但其实验结果并不够精确。
直到1970年，美国天文学家约瑟夫·霍特顿·泰勒通过精确的实验观测，得到了与广义相对论预测的结果相符的数据。
三、引力透镜效应引力透镜效应是广义相对论提出的又一项预测。
当星系、太阳等大质量物体位于光线传播路径上时，它的引力会使光线偏折，从而形成弧形透镜。
美国物理学家弗兰克·雪菲尔德（Frank E. Schunfeld）和阿瑟·埃森堡（Arthur Eddington）首次观测到了经过太阳引力透镜的远处恒星的光线弯曲。
这个预测在1987年的超新星SN 1987A中也被观测到了。
四、格拉维波实验格拉维波是广义相对论的又一项重要预测，其存在性被认为是广义相对论正确性的重要检验。
由于格拉维波传播速度远小于光速，因此对于观测来说具有很大的难度。
直到2015年，美国的LIGO实验室通过对两个质量非常大的黑洞碰撞时产生的格拉维波的探测，首次直接证实了其存在。
引力波大发现,验证了爱因斯坦的广义相对论
进入黑洞就意味着连光都没法逃逸出来，但在《星际穿越》中，身在黑洞之中的男主角通过引力波穿越时间和空间的维度给女儿传递了摩斯电码。
如今，这种现象终于被证实存在。
“我们检测了引力波。
我们做到了！”美国东部时间2016年2月11日10点30分（北京时间23点30分），美国激光干涉引力波天文台（LIGO）执行主任大卫•瑞兹宣布，科学家们寻找引力波的努力终于收获成果，这距离1916年爱因斯坦预言引力波存在刚好一百年。
爱因斯坦再次“封神”，引力波是加速中的质量在时空中所产生的波动，也被比喻为时空“涟漪”。
爱因斯坦在1916年提出广义相对论，认为引力是由于质量所引发的时空扭曲所造成，任何有质量的物体加速运动都会对周围的时空产生影响，其作用形式就是引力波。
科学界公认，探测引力波是难度最大的前沿科技之一，也是一项意义极其重大的物理学基础研究。
作为爱因斯坦广义相对论中最重要但也一直未被证实的预言，引力波是物理学王冠上最耀眼的一颗明珠，一旦探测成功，将是人类认知史上具有里程碑意义的科学发现。
大卫·瑞兹表示，正如望远镜开辟了现代观测天文学，引力波的发现，开辟了观测宇宙一扇新的窗户。
或许，还能开创一个新的学科，叫引力波天文学。
早在1974年，美国科学家罗素·赫尔斯和约瑟夫·泰勒观测到一个脉冲星与另一个中子星相互绕转组成的双星系统，由于辐射引力波，脉冲星的轨道缓慢地缩小,轨道变化率与相对论的预言高度一致。
仅仅是这一间接的证明，就让两位科学家获得了1993年的诺贝尔物理学奖。
引力波在宇宙中无处不在，但非常微弱，只有在超新星爆发、中子星与黑洞等天体相撞的情况下，才会产生足够强烈的引力波。
探测到引力波，是对广义相对论的验证。
根据广义相对论,一对黑洞在相互绕转过程中通过引力波辐射而损失能量,逐渐靠近。
这一过程持续数十亿年,在最后几分钟里快速演化：两个黑洞以几乎是一半光速的速度碰撞在一起,形成一个质量更大的黑洞。
广义相对论的实验验证
广义相对论的实验验证（1）厄缶实验19世纪末，匈牙利物理学家厄缶用扭秤证实了惯性质量与引力质量在极高的精确度下，彼此相等。
厄缶实验的设计思想极为简单。
扭秤的悬丝下吊起一横杆，横杆两端悬吊着材料不同、重量相同的重物。
达到平衡后，使整个装置沿水平旋转180°，若惯性质量与引力质量相等，由于无额外转矩出现，整个装置将始终保持平衡。
最后厄缶以10－9的精度，证实了两种质量的等同。
由于利用简单而巧妙的实验得到精度极高的测量结果，厄缶获得德国格廷根大学1909年度的本纳克（Benecke）奖。
（2）水星近日点进动的观测在经典力学这座坚固的大厦中，牛顿力学犹如擎天大柱，已经经受住了两个世纪的考验。
把引力作为力的思想似乎根深蒂固。
随着时间的推移，牛顿力学的成功事例在不断地增多。
1705年哈雷（Edmund Halley，1656～1742）用牛顿力学计算出24颗彗星的结果，并指出在1531年、1607年和1688年看到的大彗星，实际上是同一颗，这就是后人所称的哈雷彗星。
克雷洛（Alxis Claude Clairaut，1713～1765）在仔细地研究了哈雷的报告后，又根据牛顿力学计入了木星与土星对彗星轨道的影响，预言人们将在1758年圣诞节观测到这颗彗星，果然它如期而至。
后来人们又先后在1801年、1802年、1804年以及1807年发现木星与土星轨道间有四颗小行星，它们的轨道也都与牛顿引力理论的计算结果相符。
19世纪40年代，法国的勒威耶（Urbain Jean Jeseph Leverrier，1811～1877）、英国的亚当斯（John Couch Adems，1819～1892）分别对天王星的轨道偏差做了计算，由此导致了海王星的发现，这又是牛顿力学的一次辉煌的胜利。
1915年，爱因斯坦的广义相对论建立后，史瓦西（Karl Sahwarzschild，1873～1916）很快地找到了球对称引力场情况下的引力场方程解，后来被称为史瓦西解，或史瓦西度规。
物理学史6.5 广义相对论的实验检验
6.5广义相对论的实验检验在广义相对论建立之初，爱因斯坦提出了三项实验检验，一是水星近日点的进动，二是光线在引力场中的弯曲，三是光谱线的引力红移。
其中只有水星近日点进动是已经确认的事实，其余两项只是后来才陆续得到证实。
60年代以后，又有人提出观测雷达回波延迟、引力波等方案。
6.5.1水星近日点进动1859年，天文学家勒维利埃（Le Verrier）发现水星近日点进动的观测值，比根据牛顿定律计算的理论值每百年快38角秒。
他猜想可能在水星以内还有一颗小行星，这颗小行星对水星的引力导致两者的偏差。
可是经过多年的搜索，始终没有找到这颗小行星。
1882年，纽康姆（S.Newcomb）经过重新计算，得出水星近日点的多余进动值为每百年43角秒。
他提出，有可能是水星因发出黄道光的弥漫物质使水星的运动受到阻尼。
但这又不能解释为什么其他几颗行星也有类似的多余进动。
纽康姆于是怀疑引力是否服从平方反比定律。
后来还有人用电磁理论来解释水星近日点进动的反常现象，都未获成功。
1915年，爱因斯坦根据广义相对论把行星的绕日运动看成是它在太阳引力场中的运动，由于太阳的质量造成周围空间发生弯曲，使行星每公转一周近日点进动为：ε=24π2a2/T2c2（1-e2）其中a为行星的长半轴，c为光速，以cm/s表示，e为偏心率，T为公转周期。
对于水星，计算出ε=43″/百年，正好与纽康姆的结果相符，一举解决了牛顿引力理论多年未解决的悬案。
这个结果当时成了广义相对论最有力的一个证据。
水星是最接近太阳的内行星。
离中心天体越近，引力场越强，时空弯曲的曲率就越大。
再加上水星运动轨道的偏心率较大，所以进动的修正值也比其他行星为大。
后来测到的金星，地球和小行星伊卡鲁斯的多余进动跟理论计算也都基本相符。
6.5.2光线在引力场中的弯曲1911年爱因斯坦在《引力对光传播的影响》一文中讨论了光线经过太阳附近时由于太阳引力的作用会产生弯曲。
他推算出偏角为0.83″，并且指出这一现象可以在日全食进行观测。
广义相对论尺缩钟慢
广义相对论尺缩钟慢
广义相对论是爱因斯坦在20世纪初提出的一种描述引力的理论。
其中，尺缩效应和钟慢效应是广义相对论的两个重要预言。
尺缩效
应指的是物体在引力场中会出现长度缩短的现象，而钟慢效应则是
指在引力场中的时钟会运行得更慢。
在引力场中，物体的长度会发生变化。
这是因为引力场会影响
时空的弯曲，导致物体的长度在引力场中会缩短。
这就是尺缩效应。
例如，如果一个棒子放置在引力场中，它将会变得更短。
这一效应
在实际生活中可能不太容易察觉，但在极端的引力场中，比如黑洞
附近，尺缩效应将会变得非常明显。
另一方面，钟慢效应是指在引力场中的时钟会运行得更慢。
这
是因为引力场同样会影响时空的弯曲，导致时间的流逝变慢。
这一
效应已经在实验中得到了验证，比如在卫星导航系统中，由于卫星
相对地面时钟运行得更慢，需要进行修正。
广义相对论的尺缩效应和钟慢效应不仅仅是理论上的预言，它
们已经在实验中得到了验证。
这些效应的发现不仅深化了我们对引
力的理解，也为我们的科技发展提供了重要的指导。
通过对尺缩效
应和钟慢效应的研究，我们可以更好地理解引力场对时空的影响，为未来的科学研究和技术应用提供更加准确的基础。
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。