以几何工具推演引力理论——广西大学广西数学研究中心张晓教授

爱因斯坦于1905年和1915年分别提出狭义相对论和广义相对论,并提出等效原理——引力效应是时空弯曲所指的几何效应,物质决定时空如何弯曲,时空决定物质如何运动.在广义相对论理论框架下,20世纪70年代初,物理学家进一步猜测宇宙总能量不小于宇宙总动量,称为正能量猜想;70年代末,丘成桐教授和Schoen教授用微分几何方法...     

什么构成了时空?

<正>1915年,爱因斯坦提出了广义相对论,彻底改变了我们对时间、空间和引力的认识。爱因斯坦的理论中,引力被看作是时空的弯曲,并预言了引力可以弯曲光线,宇宙中存在着黑洞等等。但是一个世纪过去之后,时空的本质却仍是谜团:时空是怎么产生的?为什么时空的性质符合广义相对论?微观世界下时空和引力会是怎样?物理学家现在还不知道真正的答案,不过他们似乎找到了一些线索。     

引力理论的一场大搏斗

广义相对论认为:一个物体使周围时空发生弯曲,另一物体在弯曲时空中沿最短程路线运动,这是引力的本质。由于行星近日点移动、光的偏折和光红移三个经典相对论引力实验的结果与广义相对论一致。因此目前大多数物理学家都认为:广义相对论是正确的,时空是弯曲的。史坦福大学以L.I.Schiff为首的一批物理学家提出一个题目为“用轨道陀螺-引力探测器B检验爱因斯坦”的实验,下面将把它称为GP-B(引力     

爱因斯坦的玩具：探寻宇宙和引力的秘密

《爱因斯坦的玩具：探寻宇宙和引力的秘密》是作者在《可畏的对称》成为畅销书之后的又一部科普著作。他从引力开始,从牛顿讲到爱因斯坦,从“老人的玩具”引入作为广义相对论基础的等价原理以及时空弯曲：再由引力进入膨胀的宇宙、物质的产生以及暗物质的存在：然后再次回到引力,讲述引力和量子理论结合的问题,涉及超弦以及膜理论：最后归结到自然的可认识问题。引力是学生学物理时最先接触的内容。     

爱因斯坦的玩具：探寻宇宙和引力的秘密

作者：[美]徐一鸿著张礼译出版社：清华大学出版社出版时间：2014-01—01lSBN：9787502339878所属分类：图书〉科普读物〉数理化《爱因斯坦的玩具：探寻宇宙和引力的秘密》是作者在《可畏的对称》成为畅销书之后的又一部科普著作。他从引力开始,从牛顿讲到爱因斯坦。从”老人的玩具”引入作为广义相对论基础的等价原理以及时空弯曲：再由引力进入膨胀的宇宙、物质的产生以及暗物质的存在：然后再次回到引力,     

真金不怕火炼——广义相对论的验证史

<正>爱因斯坦曾自豪地说,如果没有他,狭义相对论也会很快被别人想到,但广义相对论就不一样了。离开了他,恐怕不会那么容易地建立起来。时至今天,你要是想钻研广义相对论,极可能依然会被其深奥的数学所吓倒,但其思想精髓几乎尽人皆知——引力可以解释为时空的弯曲。引力不是已经被牛顿解释得好     

太阳系里的引力窟窿

爱因斯坦当年提出相对论,为他博得了巨大的声望。不过理论毕竟要经过检验才能被科学界承认。于是,爱因斯坦提出可以利用“引力透镜”证明自己的相对论。引力透镜就是指,当光线经过大质量的天体附近时,会因为受到强大的引力而发生弯曲,就好像光线穿过凸透镜发生弯曲一样。1919年,英国科学家爱丁顿带领考察队在日食时观察到太阳对星光的这种弯曲作用,从而证明了爱因斯坦的相对论。时至今日,天体物理学家依旧把望远镜对准引力强大的区域——那些遥远的黑洞,希望能够发现引力更多的秘密。引力能够让光线弯曲,这在当年曾经是一个疯狂的想法,但是…     

爱因斯坦引力波探测：中国在行动

爱因斯坦广义相对论将引力场和时空结构联系起来。它指出，质量的存在导致时空弯曲（图1）。广义相对论曾给出四个著名的预言：光线弯曲、引力红移、黑洞存在和引力波存在。引力波存在是广义相对论最重要的预言，对爱因斯坦引力波的探测是近一个世纪以来最重大的基础探索项目之一。引力波存在的间接证据是由Hulse和Taylor首先得到的。1974年，他们     

放弃质量参与万有引力,确立电量参与万有引力

爱因斯坦广义相对论认为物体的质量(在微分几何中,选取恰当的代换关系可把能量转化成质量)引起时空弯曲。这完全错误,物体的质量不参与万有引力。物体的电量,引起时空弯曲。物体的电量是物体所含质子、电子、中子电量之和。中子对外不显电性,但由上、下夸克组成,含电量。狭义相对论认为当物体由静止加速到近光速时,物体的质量趋近无限大。这完全错误。这一过程中,物体质量恒定不变;物体的电量由零趋近无限大,增加的电量以增加物体虚拟质量的方式产生作用。     

循环宇宙

许多亿年以后，宇宙中将出现一个超巨型黑洞，它的质量比宇宙中其它黑洞的质量都要大，因此，它的引力是最强的。它不断地吞没宇宙中的物质，并为己所用，增强引力强度，当其引力强度达到一定程度的时候，它便不仅仅是弯曲时空那么简单了，它将吞噬空间!也就是说，它可以以逸待劳，不断吞噬空间，并把远处的空间拉进去，连同空间中的物质一并吞噬掉。     

致密天体的演变

1916年，爱因斯坦创立了广义相对论，提出了引力使时间、空间弯曲的原理，此后不久，德国天文学家史瓦西在求解引力场方程时，提出了宇宙中存在着一种不旋转、不带电、球对称的致密天体——黑洞。关于这种致密天体的形成，一些科学家认为，大质量的恒星在经过超新星爆发后，如果其中心余下的恒星物质质量超过3.2个太阳质量，恒星坍缩的结果便是形成致密天体黑洞。然而一切正规天体都有一个引力作用的极限，黑洞也是如此。当一个黑洞的总质量达到一定程度时，其内部巨大引力作用使黑洞里的所有物质都以极大速度向黑洞中心聚拢，最终，所有物…     

引力流形上的空间聚类

对于具备空间特性的数据来说,基于引力的聚类方法是一种基本且行之有效的聚类技术.尽管现有很多基于引力的空间聚类算法和技术,但是这些算法多数都假设数据分布于平滑空间.本文的目的在于探讨一种新的基于引力的流形空问聚类,即基于弯曲空间的算法.同时给出了性能分析和实验测试.     

“变脸”的引力

引力变脸一：一张弯曲的膜 进入20世纪,人类对自然的认识不断进步,出现了对引力的新解释。爱因斯坦用广义相对论,对引力的本质作了进一步的分析。     

引力透镜：宇宙放大镜

爱好天文的人,喜欢凝望星空,看那点点繁星,虽不绚烂夺目,却也璀璨迷人,然而,真实的这些星星,是我们现在看到的这个样子、这个位置吗?完全不是!甚至可以说它们的本质和现象之间“谬以千里”。为什么这么说呢?因为这些不计其数的星星,它们发出的星光,它们发出的一切,都被引力扭曲了,我们看到的只是一个个假象,而且假得不得了。我们被“引力透镜”完全欺骗了。引力使光线弯曲引力透镜效应,又称重力透镜效应,这里的透镜不是指光学望远镜的镜头,而是爱因斯坦的“引力透镜”,是爱因斯坦广义相对论所预言的一种现象,依据广义相对论,由于时空在大质…     

平生问几何 一生一卷诗

中国科学院院士苏步青是一位德高望重的数学家、教育家、诗人,是国际公认的几何学权威,中国微分几何学派的创始人。国际上,他被誉为“东方国度里灿烂的数学明星”、“东方第一几何学家”。他在浙江大学、复旦大学辛勤耕耘70余载,不但在微分几何领域独领风骚,著作等身,还培养出一大批中国数学栋梁。他还是中国人民政治协商会议第七届、第     

我国在仿射微分几何领域做出高水平成果

本文概述了仿射微分几何发展概况,介绍了国家自然科学基金支持项目“整体微分几何”在仿射微分几何领域的研究进展,并提出了仿射微分几何领域进一步研究的方向。     

苏步青小传

<正>苏步青是中国著名的数学家、教育家,中国微分几何学派创始人,中国科学院院士,被誉为"东方国度上灿烂的数学明星"、"东方第一几何学家"、"数学之王"。他主要从事微分几何学和计算几何学等方面的研究,在仿射微分几何学和射影微分几何学研究方面取得出色成绩,在一般空间微分几何学、高维空间共轭理论、几何外型设计、计算机辅助几何设计等方面取得突出成就。     

在电影里呈现虫洞和黑洞——《星际穿越》背后的科学故事

<正>这是好莱坞电影史上,第一次基于科学理论比较准确地呈现出黑洞与虫洞的模样。一个白热的物质环围绕着黑洞形成一个球形的大涡流,看起来好像在上面和下面同时弯曲过来。这是影片《星际穿越》中所呈现出的黑洞,它正以接近光速的速度进行着旋转,同时其巨大的引力拖拽着周围的时空并一起运动。而这幅黑洞的影像可以说很接近现实。     

我对相对论之“弯曲空间”的探索

正前言广泛的宇宙空间,分布着无数的运动天体,它们分级组成了各种运动体系,虽然都在旋转运动,强大的离心力没有使众多天体四散开来,牛顿通过相应的探索,认为天体间存在相互吸引作用,以此提出了万有引力理论,并推导计算出了万有引力定律,这已经成为地球人类科学探索的共识。1913年,爱因斯坦提出了引力场的相对论理论,而这个理论不同于牛顿的引力论,它认为,物体间不存在真正的引力,它把引力场归结为物体周围的时空弯曲,把物体     

数学是一个很漂亮的东西——对话2022未来科学大奖“数学与计算机科学奖”获得者莫毅明

<正>“数学应该是一个很漂亮的东西。”香港大学理学院谢仕荣卫碧坚基金教授（数学）及数学系讲座教授、香港大学数学研究所所长、香港科学院副院长莫毅明说。这些年来,莫毅明致力于多复变函数论、复微分几何与代数几何研究。1988年,他结合非线性偏微分方程领域的里奇流方法与代数几何领域里关于有理曲线的理论,解决了广义弗兰克尔猜想。