观星楼主的个人资料

时间简史

浅谈广义相对论相对论问世，人们看到的结论就是：四维弯曲时空，有限无边宇宙，引力波，引力透镜，大爆炸宇宙学说，以及二十一世纪的主旋律--黑洞等等。这一切来的都太突然，让人们觉得相对论神秘莫测，因此在相对论问世头几年，一些人扬言"全世界只有十二个人懂相对论"。甚至有人说"全世界只有两个半人懂相对论"。更有甚者将相对论与"通灵术"，"招魂术"之类相提并论。其实相对论并不神秘，它是最脚踏实地的理论，是经历了千百次实践检验的真理，更不是高不可攀的。相对论应用的几何学并不是普通的欧几里得几何，而是黎曼几何。相信很多人都知道非欧几何，它分为罗氏几何与黎氏几何两种。黎曼从更高的角度统一了三种几何，称为黎曼几何。在非欧几何里，有很多奇怪的结论。三角形内角和不是180度，圆周率也不是3.14等等。因此在刚出台时，倍受嘲讽，被认为是最无用的理论。直到在球面几何中发现了它的应用才受到重视。空间如果不存在物质，时空是平直的，用欧氏几何就足够了。比如在狭义相对论中应用的，就是四维伪欧几里得空间。加一个伪字是因为时间坐标前面还有个虚数单位i。当空间存在物质时，物质与时空相互作用，使时空发生了弯曲，这是就要用非欧几何。相对论预言了引力波的存在，发现了引力场与引力波都是以光速传播的，否定了万有引力定律的超距作用。当光线由恒星发出，遇到大质量天体，光线会重新汇聚，也就是说，我们可以观测到被天体挡住的恒星。一般情况下，看到的是个环，被称为爱因斯坦环。爱因斯坦将场方程应用到宇宙时，发现宇宙不是稳定的，它要么膨胀要么收缩。当时宇宙学认为，宇宙是无限的，静止的，恒星也是无限的。于是他不惜修改场方程，加入了一个宇宙项，得到一个稳定解，提出有限无边宇宙模型。不久哈勃发现著名的哈勃定律，提出了宇宙膨胀学说。爱因斯坦为此后悔不已，放弃了宇宙项，称这是他一生最大的错误。在以后的研究中，物理学家们惊奇的发现，宇宙何止是在膨胀，简直是在爆炸。极早期的宇宙分布在极小的尺度内，宇宙学家们需要研究粒子物理的内容来提出更全面的宇宙演化模型，而粒子物理学家需要宇宙学家们的观测结果和理论来丰富和发展粒子物理。这样，物理学中研究最大和最小的两个目前最活跃的分支：粒子物理学和宇宙学竟这样相互结合起来。就像高中物理序言中说的那样，如同一头怪蟒咬住了自己的尾巴。值得一提的是，虽然爱因斯坦的静态宇宙被抛弃了，但它的有限无边宇宙模型却是宇宙未来三种可能的命运之一，而且是最有希望的。近年来宇宙项又被重新重视起来了。黑洞问题将在今后的文章中讨论。黑洞与大爆炸虽然是相对论的预言，它们的内容却已经超出了相对论的限制，与量子力学，热力学结合的相当紧密。今后的理论有希望在这里找到突破口。广义相对论基本原理由于惯性系无法定义，爱因斯坦将相对性原理推广到非惯性系，提出了广义相对论的第一个原理：广义相对性原理。其内容是，所有参考系在描述自然定律时都是等效的。这与狭义相对性原理有很大区别。在不同参考系中，一切物理定律完全等价，没有任何描述上的区别。但在一切参考系中，这是不可能的，只能说不同参考系可以同样有效的描述自然律。这就需要我们寻找一种更好的描述方法来适应这种要求。通过狭义相对论，很容易证明旋转圆盘的圆周率大于3.14。因此，普通参考系应该用黎曼几何来描述。第二个原理是光速不变原理：光速在任意参考系内都是不变的。它等效于在四维时空中光的时空点是不动的。当时空是平直的，在三维空间中光以光速直线运动，当时空弯曲时，在三维空间中光沿着弯曲的空间运动。可以说引力可使光线偏折，但不可加速光子。第三个原理是最著名的等效原理。质量有两种，惯性质量是用来度量物体惯性大小的，起初由牛顿第二定律定义。引力质量度量物体引力荷的大小，起初由牛顿的万有引力定律定义。它们是互不相干的两个定律。惯性质量不等于电荷，甚至目前为止没有任何关系。那么惯性质量与引力质量(引力荷)在牛顿力学中不应该有任何关系。然而通过当代最精密的试验也无法发现它们之间的区别，惯性质量与引力质量严格成比例(选择适当系数可使它们严格相等)。广义相对论将惯性质量与引力质量完全相等作为等效原理的内容。惯性质量联系着惯性力，引力质量与引力相联系。这样，非惯性系与引力之间也建立了联系。那么在引力场中的任意一点都可以引入一个很小的自由降落参考系。由于惯性质量与引力质量相等，在此参考系内既不受惯性力也不受引力，可以使用狭义相对论的一切理论。初始条件相同时，等质量不等电荷的质点在同一电场中有不同的轨道，但是所有质点在同一引力场中只有唯一的轨道。等效原理使爱因斯坦认识到，引力场很可能不是时空中的外来场，而是一种几何场，是时空本身的一种性质。由于物质的存在，原本平直的时空变成了弯曲的黎曼时空。在广义相对论建立之初，曾有第四条原理，惯性定律：不受力(除去引力，因为引力不是真正的力)的物体做惯性运动。在黎曼时空中，就是沿着测地线运动。测地线是直线的推广，是两点间最短(或最长)的线，是唯一的。比如，球面的测地线是过球心的平面与球面截得的大圆的弧。

我凭什么相信我说的？@@@转贴@@@ ——读《黑洞与时间弯曲：爱因斯坦的幽灵》任意画一个三角形，根本就不需要测量，就可以告诉你，三角之和为180度——一个大劈叉。这件事对于学过几天平面几何的人来说差不多是不言自明的。我在上初中时曾对此事半信半疑，拿三角器认真地量过几个任意的三角形，结果是都不等于180度，当然都近似地等于。但是我只能认为是我劈叉的本领还不够。因为在测量之前我已经相信了——我只不过是想验证一下。欧氏几何简洁严谨的证明让任何一个有逻辑头脑的人不能不信。如果有谁不信，一定是个与情人闹情绪的女人，只有这时的女人才会凭着一股浩然之气否定一切理性。但是这事想起来也很奇怪，有无穷多种三角形，大部分从来没有被人画出来过，怎么就敢于凭着公理和推理就认定人家三只角的加起来的尺寸？1846发生了一件大事，有人根据牛顿的引力定律预言了一棵行星，而天文学家竟然根据预言的方位发现了这颗星，轨道、大小都与预言一致。这颗星就是海王星。（76）以前亚里斯多德相信天地有别，遵从不同的物理规律。可是作为地球上渺小的人竟然能预知天体的奥秘，这件事比三只角的大劈叉还让人奇怪，凭什么？不过人们很快就想通了。自那以后，任何一个有逻辑头脑的人都会相信天地无二的万有引力定律，谁要是不信，不知要闹多大的情绪才行。牛顿定律说什么事情会怎么样，那就会怎么样，如果不怎么样，那才让人惊奇。可是让人震惊的事情还是发生了。1919年5月，英国的爱丁顿爵士派了两支远征队跑到巴西拍摄日食。其实不是想拍太阳，而是想拍被太阳遮住的一颗恒星，想看看当太阳经过时，这颗星星是不是还在那个地方。这个想法本身就很疯狂，爱因斯坦就责问过量子物理学家们：“你们是否怀疑月亮在没有人看到它的时候就不存在了？”星星当然还是那个星星，只是位置有些偏。因为爱因斯坦的广义相对论认为，太阳的引力会使光线弯曲，所以星星就会偏一个角度，就像我们看水中的筷子似的。而爱因斯坦不是说说而已，还把偏离的角度给算出了。爱丁顿就是想看看它究竟偏没偏，偏多少？结果大家都已经知道。当年11月爱丁顿公布观察结果时，广义相对论差不多成了全世界报纸的头条。这件事说起来还是让人奇怪。根据一个简单的原则，得到一个用数学表达的物理规律，就把一个从来没有被人意识的问题给发现出来了。注意，不是去解决一个人们没有解释清楚的已知事件，而是预言一个未知事件。相对论的出发点其实非常简单，就叫做相对性原理：在不同的参照系中的物理规律应该相同。他假定光速不变，就得到了狭义相对论；假定惯性质量和引力质量相同，就得到了广义相对论。然后他就告诉你，光和引力正在调情，时间和空间都弯曲了。就好比说，去，画一个三角形吧，三角之和是一个劈叉角。他自己连画都不画就等着你量结果证明他伟大。爱因斯坦本人也觉得这样的事情实在不可理解，于是他说：这个世界最不可理解的事情在于它可以理解。事情当然没有结束。你敢做大劈叉，就有人敢做后空翻。根据广义相对论，人们已经能够对整个宇宙进行描述。想想吧，人是宇宙的一部分，也只能观察到宇宙的一部分，竟然能描述宇宙的整体。就好比一个虱子不仅能画出人体表面地图，还能分析人类的繁殖速度，看能够它们可持续发展多少年。这个比喻有些不雅，不过我一时也想不出更好的。如果真有上帝存在，知道人正琢磨宇宙的事，一定吓一大跳，就想人忽然知道虱子怎么盘算吃他一样，如果不惹出点乱子来，实在不对头。有人根据广义相对论的宇宙学公式一算，宇宙是不稳定的，要么在膨胀，要么在收缩。就像一个虱子知道人正在长个一样。爱因斯坦觉得这事不大好，就给自己的方程上生生加了一项，以保证宇宙的稳定。爱因斯坦后来说：“这是我一生中最愚蠢的一件事。”宇宙真的不稳定，忧天的杞人大有道理。有史瓦西设想，既然引力能使光线弯曲，当引力足够大的时候，就能把光线牢牢吸住，根本就发不出去。这个天体就是一个黑洞。（114）连光都逃不出来，别的东西就更不用说了。史瓦西也不是说说而已，他也算出来了。爱因斯坦和爱丁顿都不爱黑洞这个怪东西，就说史瓦西算得还不够，他要接着算。结果是，大家都算对了，但是爱因斯坦对计算的解释错了。（117）此头儿一开，各种人们在地球上匪夷所思的事情，白矮星、中子星、奇点、引力波、虫洞、时间弯曲和时间机器，等等等等，接踵而至。写了这么多，其实才写到开头。这些奇异的事情才是我要介绍的这本书所要介绍的东西。黑洞大概是物理学家所创造出了的最奇异的东西，这本书的作者基普·索恩亲身参加这个东西的创造，非常有资格谈这件事。与艺术家的创造不同，物理学家的创造物很可能真的存在。尽管天文学家也只发现一点儿间接的证据。（37）但作者显然坚信黑洞的存在，同时他也相信，广义相对论只是某个真正的引力定律的近似，而真正的定律一定是量子力学的。（399）如同劈叉角一样，这个信心当然来自公理和推理。不过，现在的天体物理学家已经完全进入到理论的狂想，完全走到天文观测的前面。作者不免要问：“我从没见过黑洞，怎么能有信心保证这些事情呢？”（37）这样的问题被一代一代的物理学家反复追问，把物理学追得向前疯跑。所以在本书的注释前，作者又郑重地写上了本文的标题：我凭什么相信我说的？（519）真是一个好问题。

天文名词详解一楼百毒

春季星空春季星空中，最引人注目的是高悬于北方天空的北斗七星（即大熊座α、β、γ、δ、ε、ζ、η星），由于七颗星的亮度都比较大，所以都很容易找到。　　斗柄这时指向东方，顺着斗柄上几颗星（δ、ε、ζ、η）的曲线延伸出去，可以画成一条大弧线，延此弧线即会看见一颗橙红色的亮星，这是牧夫座的α星(大角)。从大角星再继续往南延伸大约一个北斗七星全长的位置上会看见一颗青白色的亮星，这就是室女座的α星(角宿一)。换个方向，从北斗七星斗口的那两颗星(天璇、天枢)的连线住斗底方向延长至这两颗星距离的七倍处，可以找到以九颗星为骨干的狮子座，其中最亮的α星就是轩辕十四，轩辕十四的上方，也就是狮子座西边的六颗星组成一个倒着写的“？”，这是狮子的前部。那后部呢？狮子座的东边由三颗星构成一个小小的直角三角形，东边角顶上那颗星是狮子座β星(五帝座一)。狮子座是春季星空的代表星座。此外，在春季星空中，还可以找到长蛇座、北冕座等星座.　　从北斗七星出发，就能找到春季的主要亮星：连接斗口的两颗星（β和α），并延长到这两颗星距离五倍远的地方，就会找到较为明亮的北极星（小熊座α星）；沿斗口的另外两颗星δ和γ的连线，向西南寻去，可找到很亮的轩辕十四（狮子座α星）,再继续西南巡去，可找到由四颗小星组成的四边形，这就是乌鸦座。这条始于斗柄、止于乌鸦座的大弧线，就是著名的“春季大曲线”。

2008年1月重要天象 2008年1月重要天象预报月亮行踪和月相3日16时过远地点19日17时过近地点8日20时朔16日4时上弦22日22时望30日13时下弦与月亮有关的天象5日14时金星合月，金星位于月亮北7°5日18时月掩心宿二，心宿二位于月亮北0.5°7日18时木星合月，木星位于月亮北4°9日23时月掩水星，水星违约月亮北0.3°20日8时月掩火星，火星位于月亮南1.1°24日23时月掩轩辕十四，轩辕十四位于月亮北0.7°25日14时土星合月，土星位于月亮北3°水星动态昏星，22日东大距。日落时出现在西南方低空。地平高度达15°，亮度约－0.6等，有利观测。9日23时月掩水星，水星位于月亮北0.3°。22日13时水星东大距。28日15时水星留。金星动态晨星。由天蝎座进入人马座。凌晨位于东南方天空。日出时的地平高度由由26°降至约17°亮度约—0.4等。有利于观测。5日14时金星合月，金星位于月亮北7°7日10时金星合心宿二，金星位于心宿二北6°火星动态由双子座逆行至金牛座。日落后火星位于东北方天空，亮度约—1.1等。几乎整夜可见，20日8时月掩火星，火星位于月亮南1.1°31日5时火星留，留后变为顺行木星动态在人马座，顺行。日出不久从东方升起日出时地平高度较低，不易观测23日木星合日，与太阳同升落，完全淹没在太阳的光辉之中土星动态在狮子座，逆行。大约于晚上20时30分从东方升起亮度约0.5等，方便观测。25日14时土星合月，土星位于月亮北3°转载于《中国国家天文》杂志（观星天文论坛经中国国家天文杂志授权转载每月重要天象）

中国的星座!!! 一楼百毒

那个小花花是不是来刷吧的！！！是的话，给俺爬出去

有谁看过流星今晚又有流星看

飘过飘没人认识我，没人认识我

谁弄个90后的最佳阵容估计挺难的

美丽的观星图 3月-5月

感谢大家对我的支持！！！

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