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数量:10 (1)DOI: 10.37532 / 2320 - 6756.2022.10 (1) .259

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不同的方法,广义相对论的基本原理

*通信:

阿里丽领域
伊斯坦布尔土耳其安纳托利亚高中,伊斯坦布尔,土耳其
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文摘

而努力,找到解决问题的著名的广义相对论理论的继续,我们问三个基本的问题,可以认为是除了这些问题没有迷失在广义相对论理论的深度。这些问题包括等效的原则(最基本原理的理论),广义相对论和牛顿引力之间的边界条件,史瓦西度规,被接受为最简单的解决方案在广义相对论的理论。当我们试图解决这些问题,我们看到答案与广义相对论的基础。

关键字

广义相对论;万有引力;度量;度规张量;爱因斯坦方程;史瓦西度规;等效原理;应力能张量

介绍

爱因斯坦的广义相对论是公认的正确的科学世界,尽管与它相关的问题,科学家们不愿离开理论的总体结构。尽管努力解决这些问题并找到解决方案有一个重要的科学世界,总的趋势是保持在广义相对论的基本结构。然而,随着这种理解的继续,很明显,问题持续近一个世纪的科学世界将继续下去。数学基础的复杂性的广义相对论,困难的测试结果基于这一理论的科学研究,和其他科学家不愿批评理论开发的世界上最著名的物理学家可能是这种情况的原因之一。在文献中,有许多研究广义相对论处理问题。这些包括(1- - - - - -3),和一个巨大的列表。这很重要,因为它表明,有一个明显的问题与广义相对论。然而,尽管这些研究大多数都是同样的这项研究,他们解决问题的广义相对论,他们没有很大的相似性与本研究的问题我们处理和结果。在本文中,我们将试图表达一些矛盾的广义相对论的基本假设和结果,因为许多物理学家试图提高关于广义相对论的问题在其他方面。与这些科学家,我们不会垂直的理论,但将开始从一开始。为了让我们的工作更容易理解,我们将尝试这样做尽可能不困在数学计算或方程,并没有迷失在广义相对论理论的复杂性和深度。我们相信做了足够的工作来解决广义相对论深刻而复杂的问题。简而言之,我们的首要任务是可以理解的。首先,我们认为爱因斯坦的等效原理。接下来,我们将考虑广义相对论的边界条件收敛于牛顿引力。 Finally, we will look at the Schwarzschild metric, which is the most well-known solution to general relativity theory and which plays the most important role in the acceptance of this theory, from a different perspective.

三个令人困惑的新问题和广义相对论的问题

是等效的原则有效的只有万有引力呢?

众所周知,等效的原则是最重要的广义相对论的起点。而不是考虑这个原则的有效性和在多大程度上是正确的,这将是明智的问爱因斯坦没有问的问题:等效原理只适用于重力吗?是否相互作用会产生同样的效果吗?在爱因斯坦著名的思想实验的自由落体的电梯,如果我们不能区分是否电梯在自由落体由于重力或在运动加速度下,我们也不能区分这个电梯是否带电物体是否被电所吸引。同样,我们不能区分是否在其他力量的影响下,已知或未知。我们可以用另一种澄清这个思想实验。让地球成为带正电,所有对象是带负电。假设地球外的电场是常数,以同样的方式,我们认为,重力加速度是恒定的,一个人在自由落体的电梯将感知场景中是相同的,无论下降是由于重力或电场。现在我们已经解决了这个问题在我们的头脑,让我们回到我们的问题的答案。答案是否定的等效原理不仅必须是有效的重力,也为其他交互。 However, this expectation will bring many new results. For example, if gravity bends space-time, other interactions must also bend space-time. The Einstein tensor should not only include gravity, but should be more general. Hence, Einstein’s equations should not only explain gravity, but should also explain all interactions in general, or at least in the realm of electrodynamics. In fact, the idea we have expressed above is not far from the truth, as the operations performed to calculate the curvature of space-time are purely mathematical and there are no restrictions on interactions. Since the curvature of space-time is calculated independently of any interaction, this curvature is related to the interactions that take place in that space-time and the properties of matter there. If only mass exists, we can be sure that the curvature of space-time is related to gravity, but if there is a charge and/or electric current in space-time (assuming no mass for now), then we can say that the space-time curvature we calculated is directly related to electrodynamics. In the second case mentioned above, i.e., if there is an electric charge and current in space-time, it is inevitable that there will be a result that we know very well. Although we do not know what kind of metric tensor or metric to use for space-time in case of electric charge and current, the Einstein equations we will find as a result of complex operations should give us the stress-energy tensor for electrodynamics. This means that there must be a metric or metric tensor by which we can express the electrodynamics [4]。

有一种不同的方式对广义相对论和牛顿引力之间的边界条件?

我们知道,爱因斯坦的方程与时空的曲率重力形式,

在哪里G_μν爱因斯坦张量,gμν度规张量,R_μν里奇曲率张量,R是曲率标量(或里奇标量),G是牛顿的万有引力常数,c光在真空中的传播速度和吗T_μν应力能张量。

中间(1),由复杂的数学运算,计算是完全独立于任何交互,并涵盖最一般情况下(我们忽略这里的宇宙学常数,因为它不影响我们的目的)。然而,最右边的项,也被称为爱因斯坦引力常数,是完全基于爱因斯坦假设时空的弯曲是由于重力,因此有些武断。我们上一节中提到的,我们也可以应用这个霸道和其他交互,但我们真正要做的是检查边界条件需要我们最右边的项(方程1)。爱因斯坦认为Gμν与重力后,他利用牛顿重力作为边界条件连接重力数学和物理。爱因斯坦认为牛顿的引力弱引力场是正确的,而广义相对论应该近似牛顿弱引力场的结果。这些方法在数学上可以概括为:

∇拉普拉斯算子,φ是牛顿引力场和ρ是物质的密度。从方程(2)可以看到,在广义相对论中,度规张量元素的领域。这是爱因斯坦的引力场疲软的结果的方法,在弱场让我们写时空度规张量的总和一个平面和一个时空度规给重力,如下:

在那里,

和h_μν是由于弱引力摄动项。如果我们仔细检查(3)方程,忽略了方法作为解决方案在广义相对论中,很不寻常的建设度规张量是两项的总和,是度规张量相乘得到的通常是几个方面。例如,线元素的空间,这需要表单

因此,而不是写度规张量的总和两个张量,我们宁愿把它写成两项的乘积,如下:

η=(1,1,1,1)和h是由于弱引力摄动项。这个词η表示平坦的时空,而h_μ表示质量在g的扰乱性的影响_μν,创建一个弱引力场在这个时空。因为我们的重点是在g₀₀其他元素的h_μ不是非常重要的。注意,(4)给出了牛顿边界条件如下:

常系数k是一个地方。因此,我们提出了另一个爱因斯坦的想法,g_μν作为一个字段为重力。我们的方法也有一个更重要的后果:它展示了一种新的方式来定位领域度规张量,或广义相对论。特别是,这一事实表明表达度规张量的产品几个字段可能是一个更合适的广义相对论和场理论之间的联系(4]。

史瓦西度规矛盾本身吗?

毫无疑问,史瓦西度规,最著名的爱因斯坦方程和简单的解决方案,有一个特别的地方在广义相对论。这个指标,加强支持广义相对论和爱因斯坦在科学界的声誉,被用来预测事件,如红移,近日点、时间延迟、光畸变非常接近观测的结果。当然,很难称之为标准,它已经存在了一个多世纪,不能改变,问题。然而,我们会问是否有问题史瓦西度规,回忆几个点后,将回答这个问题。

由著名的史瓦西度规

自(5)推导了弱引力场,也是基于爱因斯坦牛顿边界条件;有一个静态的,恒定的质量,生成一个弱引力场。简单地说,我们确信有一个牛顿万有引力场在太空中。我们可以重写(5)而言作为

即使在经典力学的范围,如果牛顿引力场存在,它必须满足在空间之外的质量。应力能张量,然后该运动方程如下:

虽然我们写成4×4张量,我们只处理T₀₀弱引力(g_μ=诊断接头(−1,1,1,1)由于弱引力)。这是表示为:

可以看到,T₀₀不为零的弱场近似。事实上,这是相当于一节中提出的方法。虽然在前一节中设定的方法是纯粹数学的选择,我们看到的是一个物理必要性,应力能张量不消失如果有质量在空间(T₀₀= 0,这意味着=常数)。从逻辑上讲,我们认为这应该是正确的爱因斯坦广义相对论和牛顿引力之间的边界条件。回到史瓦西度规,我们正面临着一个非常严重的矛盾。史瓦西度规爱因斯坦方程的解决方案在一个真空,并因此认为G_μν= kT_μν= 0然而,正如前面提到的,即使有一个弱引力场在空间,显示在度量和其他地方。总之,克_μν= kT_μν≠0。因此,史瓦西度规与本身,因此相当有问题的。

结论

在前面的小节中,我们接触的点,我们认为缺失或错误的广义相对论中通过三个独立的问题。第一点,我们应该考虑所有交互的等效原理;如果我们这样做,我们可以表达电动力学通过曲率空间变得不可避免。第二,我们可以表达之间的边界条件的广义相对论和牛顿引力方式不同。如果我们不这样做,我们得出结论,新路径字段的位置度规张量和广义相对论,广义相对论,我们可以减少一些字段的度规张量。我们的最终结果是,史瓦西度规与本身。

不管相互作用强弱,如果有质量,创建一个引力场,G₀₀= T₀₀T =,₀₀方程(6)的一个元素。

显然,我们可以添加更多的广义相对论问题在更高和更复杂的水平,但这不会有助于发现现有问题的解决办法。在上个世纪,有许多研究支持基本的相对论或报道新结果在此基础上,以及研究集中在广义相对论的问题。不幸的是,广义相对论的科学家小组在支持工作希望解决的问题进一步复杂化这个理论的理论。主要问题是广义相对论本身,它介绍了一开始的理论。尽管革命性的改变,造成了我们对科学的理解和它的成功解释经典力学无法解释的事件,它低于开放科学的新视野。除了广义相对论的缺点,它几乎完全把引力和其他交互,在统一的四种基本相互作用起着消极的作用。此外,它与场论不允许的不兼容性分析的广义相对论量子力学的框架内。每一个想法或理论,在人类已经使用或提供了福利历史就像一列火车,把人类从一站到另一个地方。广义相对论已经彻底改变了我们对物理的理解与自然和打动了我们许多电台。显然,现在是时候采取一个新的训练和旅游新车站。我们表达的想法可能非常投机,不准确,或者根本不重要。然而,显而易见的真理,许多科学家多年来一直试图阐明很清楚:广义相对论是不够的,阻碍我们获得新的科学信息。

引用

1. 舱口RR。一个新的引力理论:克服广义相对论的问题。物理论文。2007;20 (1):83 - 100。
   

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2. 哈瓦斯P。在广义相对论的基础问题。在特拉华州研讨会在物理学的基础。施普林格,柏林,海德堡。1967:124 - 148。
   

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3. Smarandache F, F昙花,Fengjuan Z。在狭义相对论和广义相对论尚未解决的问题。无限的研究。2013。
   

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4. 阿里R ?咱,数学物理的新视野。2021;5 (2):1 - 10。
   

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