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为什么光在引力场中传播速度处处相等?一太阳为例,离太阳的质心距离不同,则受到的引力大小也不同.假设太阳周围有若干个自由落

来源:学生作业帮 编辑:神马作文网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/11/12 21:04:17
为什么光在引力场中传播速度处处相等?一太阳为例,离太阳的质心距离不同,则受到的引力大小也不同.假设太阳周围有若干个自由落向太阳的飞船,它们离太阳质心的距离各不相同.根据等效原理,每艘船内的光以船为参考系都是沿直线以光速c传播的,而以太阳为参考系,每艘船又拥有不同的加速度,则各个飞船中的光速沿太阳质心方向的分量各不相同.那怎么能推出光速在引力场中都相等呢?
为什么光在引力场中传播速度处处相等?一太阳为例,离太阳的质心距离不同,则受到的引力大小也不同.假设太阳周围有若干个自由落
本来“光速不变性”在狭义相对论中只针对惯性系存在,但后来爱因斯坦在广义相对论中通过广义协变性原理,将“光速不变性”推广到非惯性系.所以“光在引力场中传播速度不变”只能算作广义相对论的一个推论.
由于在非惯性系中,不同时空点有不同的尺缩和时缓因子.
一、处于引力场中的观察者,可引入相对他瞬时静止的局域惯性系(即微元方法),所以他观察到的光速和惯性系中的光速一样,恒为C.
二、从全局来看,引力场中的时空始终是有曲率的,所以对于静态弯曲时空无穷远处的观察者来说,不同时空点的光速将发生变化.此时光速Cˊ=(1-rs/r)C,式中Cˊ为引力场中的光速,rs为史瓦西半径,r为时空点到引力场中心的距离,C为光速常量.