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真空与低温学前教育毕业论文（这个专业在985中(7)
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摘要：亚里士多德认为：静止就是自然运动；力改变了静止。 伽利略和牛顿认为：匀速直线运动和静止，都是自然运动；力改变了物体原有的运动状态。 爱因斯
亚里士多德认为：静止就是自然运动；力改变了静止。
伽利略和牛顿认为：匀速直线运动和静止，都是自然运动；力改变了物体原有的运动状态。
爱因斯坦则认为：一切沿着测地线的运动，才是自然运动；力改变了物体沿测地线的运动。
在没有任何其他星体的时空中，时空是平直的。于是，小球会沿着平直的时空做匀速直线运动。但是，如果时空并非平直呢？具体说，如果时空被弯曲了，小球该怎么运动？
小球会沿着测地线运动。
特殊的，是时空平直；一般的，是时空弯曲。平直时空的匀速直线运动，就是弯曲时空下的沿测地线运动。
所谓测地线，是空间中两点的局部最短或最长路径。从国际航班的飞行航线，就是一条测地线，一般都要走地球的“大圆”，即圆心为地球球心的那个圆。
到这时候，物理学家爱因斯坦已经无法独自作答了。他需要站在前人的肩膀之上。因为广义相对论需要新的数学。1854年，数学家黎曼发明了“黎曼几何”。欧几里德几何是平面几何，黎曼几何是曲面几何。而曲面几何就是广义相对论的数学基础。
相信和敢于相信，就是一个大胆假设的过程。质疑不需要勇气，想先才需要勇气。所以，你还是要相信一些东西。光速不变，不会出问题，出问题的是我们的时空观；小球落下，也不会出问题，出问题的是小球的时空观。所以，主导小球运动的是弯曲了的时空。
于是，爱因斯坦继续颠覆绝对时间观和绝对空间观。而在颠覆了的时空观中，广义相对论横空出世，其思想主要是两条：
一个有质量的物体会弯曲它周围的时空，即“物质告诉时空如何弯曲”；
一个不受外力的物体总会沿着时空的测地线运动，即“时空告诉物质如何运动”。
这就是广义相对论。
科学共识的建立，是非常难的。因为相信需要勇气。爱因斯坦在1915年发明了广义相对论。但是，人们才刚刚开始消化狭义相对论。所以，广义相对论需要向世界证明它的正确。而证明正确，不是一蹴而就的，仍是小心求证的过程。
人们用牛顿力学可以精确测算出行星的运转轨道，这是一个闭合的椭圆轨道。而且，运算结果与实际观测结果高度吻合。但是，人们用广义相对论计算出来的椭圆运转轨道，却不是闭合的椭圆轨道，而是每公转一圈后会出现一个小小的偏移。
这个现象被称之为“进动”或“旋进”。
直观一点儿，你可以用一根线一圈一圈地缠绕一个木棍，线的轨道不可能是闭合的圆。因为每一圈都要发生一点点的偏移，没有这种“旋进”偏移，就不可能把线层层缠绕到木棍上。
这种“进动”现象，在1859年，被发现在水星运行轨道上。当时的欧洲，保存了从1697年到1848年的全部水星活动记录。人们用牛顿力学计算了水星的运转轨道，同时还把金星和地球对水星的引力扰动也给计算了进去，精确地测量出了水星的理论运行轨道。但是，这个理论测算结果与实际观测数据之间，始终存在一点点的差异。这个差异小到可以忽略不计，仅相当于每100年43弧秒（一周360度、一度60弧分、一弧分60弧秒）。但天文学家非常确定，差异不是误差，而是真实存在的。
爱因斯坦使用广义相对论，正好解释了水星“进动”的43弧秒。而这就证明了广义相对论的正确。但是，让人们相信，爱因斯坦还要拿出更直观、更坚固的证据。
接下来，是光线弯曲。
广义相对论认为：物质告诉时空如何弯曲；时空告诉物质如何运动。发散理解：如果时空被物质所弯曲，那么这个物质周围的测地线就不会是平直的，而是弯曲的；于是，这个物质周围的其他物质，只能沿着弯曲了的测地线运动。
而这个物质，也包括光。
举例：一个大质量恒星弯曲了它周边的时空，那么测地线就是弯曲的，于是决定了周围行星在其所弯曲了的时空中做弯曲的运动，也就是椭圆轨道。行星的椭圆轨道，不需要用广义相对论解释，用万有引力就够了。
但是，万有引力却解释不了光的弯曲。
万有引力认为光没有质量，所以不受引力影响，于是光走直线。
的确，光在静止情况下的确没有质量。但光在本质上是一种电磁波，所以光有能量。而按照狭义相对论的质能方程E=mc2，我们可以求解出光的“运动质量”，即M=e/c2。
既然光存在“运动质量”，那它就会受到万有引力的影响。于是，根据狭义相对论和万有引力，光一定会受到万有引力影响，所以一定会发生偏转。但这种偏转就像彗星扫过地球一样，其程度不会太大。
文章来源：《真空与低温》 网址: http://www.zkydw.cn/zonghexinwen/2022/1213/650.html