作业帮关于时空弯曲的问题爱因斯坦的广义相对论认为,由于有物质的存在,空间和时间会发生弯曲,而引力场实际上是一个弯曲的时空.爱因斯坦用太阳引力使空间弯曲的理论,很好地解释了水星近日
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/07 00:46:29
关于时空弯曲的问题爱因斯坦的广义相对论认为,由于有物质的存在,空间和时间会发生弯曲,而引力场实际上是一个弯曲的时空.爱因斯坦用太阳引力使空间弯曲的理论,很好地解释了水星近日
关于时空弯曲的问题
爱因斯坦的广义相对论认为,由于有物质的存在,空间和时间会发生弯曲,而引力场实际上是一个弯曲的时空.爱因斯坦用太阳引力使空间弯曲的理论,很好地解释了水星近日点进动中一直无法解释的43秒.我想问的问题是：在计算光线经过太阳时,由于空气密度不同产生的弯曲怎样修正成平直的时空观?如有,请给予数学公式推导过程.再者请问,由于空间和时间客观存在,发生弯曲,在人造航空航天器飞行时,采用什么办法对数据进行修正,其推导过程如何?谢谢了
关于时空弯曲的问题爱因斯坦的广义相对论认为,由于有物质的存在,空间和时间会发生弯曲,而引力场实际上是一个弯曲的时空.爱因斯坦用太阳引力使空间弯曲的理论,很好地解释了水星近日
要利用广义相对论来研究时空结构,就需要精确了解引力场,太阳附近的引力场,太阳附近空气非常稀薄,就算是不稀薄但相对太阳的引力来说也是一个很小的量,完全可以忽略不计!人造航天器在地球引力场范围,相当于弱引力场,一般情况下人造航天器对精缺要求不高的话可以不用广义相对论即可（因为地球附近是弱引力场）,但是如果对时间以及位置精度要求高的话比如导弹,卫星定位精度等,都需要考虑地球附近的引力场,在这方面可以利用地球附近引力场度规方程来做,不过应该是一个比较复杂的过程,需要考虑很多量,如果感兴趣可以搜一些相关地球引力场度规的专业文献来读.有一个学科方向就是相对论天体测量,南京大学,上海天文台等都有相关专业.
广义相对论预言光子的路径在引力场中会发生偏折，即当光子途径一个大质量物体时路径会朝向物体发生弯曲。这种效应已经通过对来自遥远恒星或类星体的光线途径太阳时的路径观测得到证实[52]。
这种现象（以及其他相关现象）的原因是光具有被称作类光的（或被称作零性的）测地线——相对于在经典物理中光的传播路线是直线，类光的（或零性的）测地线是广义相对论的相应概括，来源于狭义相对论中的光速不变原理[53]。...
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广义相对论预言光子的路径在引力场中会发生偏折，即当光子途径一个大质量物体时路径会朝向物体发生弯曲。这种效应已经通过对来自遥远恒星或类星体的光线途径太阳时的路径观测得到证实[52]。
这种现象（以及其他相关现象）的原因是光具有被称作类光的（或被称作零性的）测地线——相对于在经典物理中光的传播路线是直线，类光的（或零性的）测地线是广义相对论的相应概括，来源于狭义相对论中的光速不变原理[53]。选取了合适的时空几何（例如黑洞视界外的史瓦西解，或后牛顿展开项）[54]就可以进一步看到引力场对光的传播的影响，这种影响是纯粹广义相对论性的。即是说尽管从经典力学出发，通过计算中心质量对光子的经典散射也可以得到光线的偏折效应[55]，但从这种经典方法得到的偏折角度只有广义相对论结果的一半。[56]
和光线偏折现象密切相关的另一现象是引力时间延迟效应（或称作夏皮罗延迟效应），这种现象是指在引力场中光的传播时间要比无引力场的情形下要长，这种效应已经被多个观测成功证实[57]。在参数化后牛顿形式中，对光线偏折和对时间延迟的测量共同决定了一个参数，这个参数表征了引力对时空几何的影响
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c2/Light_deflection.png
从光源（图中蓝点表示）发射出的光线在途径一个致密星体（图中灰色区域表示）时发生的光线偏折
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太阳附近有空气吗？