爱因斯坦的七大预言 爱因斯坦的七大预言有哪些
爱因斯坦的七大预言分别是:2060年地球将会毁灭、蜜蜂消失人类也将消失、时空扭曲理论、神奇预言、玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)、宇宙学常数、微引力透镜。
爱因斯坦曾是世界上最聪明的人,既是世界十大著名物理学家之一,也是一位神奇的预言家。在他去世后,他的很多预言都被证实了。而在爱因斯坦死前的一份神秘手记中还发现,他在手记中预言2060年地球将会毁灭、蜜蜂消失人类也将消失。
爱因斯坦的七大预言
爱因斯塔是世界十大著名物理学家之一,他不仅是一位杰出的物理学家,还是一位神奇的预言家!爱因斯坦的七大预言如今已实现了四个,七大预言中最恐怖的就是预言2060年地球将会毁灭!一起起来看看爱因斯坦的七大预言是什么!
2060年地球将会毁灭
爱因斯坦曾是世界上最聪明的人,他是世界十大著名物理学家之一!他在世的时候预言了很多未来会发生的事,而在他去世之后,他的这些预言很多都被证实。而在有一天,爱因斯坦死前的一份神秘手记被发现,他在手记中竟预言2060年世界将会毁灭,这是爱因斯坦的七大预言之一!这个预言到底是怎么回事呢?这是爱因斯塔不敢说的秘密吗?
一份从未被世人所知的手记,在某一天被爱因斯坦故居的一位研究人员所发现,让人震惊的是,这份手记竟然是一个预言:预言2060年世界将会毁灭。这位英国最伟大的科学家的神秘手记里,预言着随着瘟疫和战争的爆发,人类也终将会从地球上消失......
蜜蜂消失人类也将消失
如果蜜蜂从世界上消失了,人类也将仅仅剩下4年的光阴因为在人类所利用的1330种作物中,有1000多种需要蜜蜂授粉。这是爱因斯坦的七大预言之一,比尼古拉特斯拉十大预言还要神奇!
时空扭曲理论
由于重力的作用 ,(例如)地球这样大质量的物体在时空构成的框架结构中的存在本身,就会使时空框架发生扭曲。通俗地说,时空框架就像一个床垫,而地球就像放在床垫上的一个小钢球,钢球使床垫凹陷成一个小酒窝样子的坑。据美国宇航局网站报道,爱因斯坦的预言再一次得到了证实!科学家们经过仔细的检测,发现地球周围确实存在时空漩涡,并且其各项参数和爱因斯坦广义相对论预言的完全符合。这是已实现的爱因斯坦的七大预言之一!
神奇预言
地球这样的大质量物体在时空结构中的转动,会使时空结构与它一起运动。就像一个落入篮筐的篮球,在筐中转动时也带动篮筐一起运动,这两个预言构成了广义相对论的基础。
玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)
玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)是爱因斯坦在1924-1925年之间预言,70年后的1995年,终于在实验上获得直接证据,分别由科罗拉多大学的Eric Cornell和Carl Wieman,以及MIT的Wolfgang Ketterle独立完成。三人因此于6年之后获得2001年诺贝尔物理学奖,这是爱因斯坦的七大预言之一!
宇宙学常数
另外,同样是广义相对论领域,爱因斯坦最先在1917年预言的宇宙学常数虽然被他自己后来否定了。但是1998年宇宙加速膨胀的发现,很有可能是这个宇宙学常数不为零的证据。发现宇宙加速膨胀的科学家同样在2011年获得诺贝尔物理学奖。
微引力透镜
1936年爱因斯坦还极富预见的提出了一个非常微弱的光线弯曲效应: 微引力透镜。 说的是, (银河系里其他)恒星与背景光源以及地球成一条直线时, 背景光源被显著放大的效应。 由于三点一线的概率极其微小, 因此爱因斯坦当时认为这种效应不可能被观测到的。
爱因斯坦7个预言
1光线偏折
几乎所有人在中学里都学过光是直线传播,但爱因斯坦告诉你这是不对的。光只不过是沿着时空传播,然而只要有质量,就会有时空弯曲,光线就不是直的而是弯的。质量越大,弯曲越大,光线的偏转角度越大。太阳附近存在时空弯曲,背景恒星的光传递到地球的途中如果途径太阳附近就会发生偏转。爱因斯坦预测光线偏转角度是1.75″,而牛顿万有引力计算的偏转角度为0.87″。要拍摄到太阳附近的恒星,必须等待日全食的时候才可以。机会终于来了,1919年5月29日有一次条件极好的日全食,英国爱丁顿领导的考察队分赴非洲几内亚湾的普林西比和南美洲巴西的索布拉进行观测,结果两个地方三套设备观测到的结果分别是1.61″±0.30″、1.98″±0.12″和1.55″±0.34″,与广义相对论的预测完全吻合,爱因斯坦因此名声大噪。这是对广义相对论的最早证实。70多年以后“哈勃”望远镜升空,拍摄到许多被称为“引力透镜”的现象,现如今也几乎是路人皆知了。
2水星近日点进动
一直以来,人们观察到水星的轨道总是在发生漂移,其近日点在沿着轨道发生5600.73″/百年是“进动”现象。而根据牛顿万有引力计算,这个值为5557.62 ″/百年,相差43.11″/百年。虽然这是一个极小的误差,但是天文是严谨的,明明确实存在的误差不能视而不见。很多科学家纷纷猜测在水星轨道内侧更靠近太阳的地方还存在着一颗行星影响着水星轨道,甚至已经有人把它起名为“火神星”(N年之后居然还有中国学者管这个不存在的行星叫“祝融星”)。不过始终未能找到这颗行星。1916年,爱因斯坦在论文中宣称用广义相对论计算得到这个偏差为42.98″/百年,几乎完美地解释了水星近日点进动现象。爱因斯坦本人说,当他计算出这个结果时,简直兴奋地睡不着觉,这是他本人最为得意的成果。
3引力钟慢
同样还是时空弯曲的结果。前文讲到的都是空间上的影响,不论光还是水星都是在太阳附近弯曲的时空中运动。既然被弯曲的是时空,自然要讲时间的变化。广义相对论中具有基石意义的等效原理认为:无限小的体积中均匀的引力场等同于加速运动的参照系。而在引力场中引力势较低的位置,也就是过去我们所学的离天体中心越近,引力越大,那么时间进程越慢,物体的尺度也越小。讲通俗一点,拿地球举例,站在地面上的人相比于国际空间站的宇航员感受到的引力更大,引力势更低(这是比较容易理解的),那么地面上的人所经历的时间相比于宇航员走地更慢,长此以往将比他们更年轻!这项验证实验很早就做过。1971年做过一次非常精确的测量,哈菲尔(J.C.Ha1ele)和基丁(R.E.Keating)把4台铯原子钟分别放在民航客机上,在1万米高空沿赤道环行一周。一架飞机自西向东飞,一架飞机自东向西飞,然后与地面事先校准过的原子钟做比较。同时考虑狭义相对论效应和广义相对论效应,东向西的理论值是飞机上的钟比地面快275±21纳秒(10-9s),实验测量结果为快273±7纳秒,西向东的理论值是飞机上的钟比地面慢40±23纳秒,实验测量结果为慢59±10纳秒。其中广义相对论效应(即引力效应)理论为东向西快179±18纳秒,西向东快144±14纳秒,都是飞行时钟快于地面时钟;但需要注意的是,由于飞机向东航行是与地球自转方向相同,所以相对地面静止的钟速度更快,导致狭义相对论效应(即运动学效应)更为显著,才使得总效应为飞行时钟慢于地面时钟。
此外,1964年夏皮罗提出一项验证实验,利用雷达发射一束电磁波脉冲,经其他行星反射回地球再被接收。当来回的路径远离太阳,太阳的影响可忽略不计;当来回路径经过太阳近旁,太阳引力场造成传播时间加长,此称为雷达回波延迟或叫“夏皮罗时延效应”。天文学家后来通过金星做了雷达反射完全符合相对论的描述。2003年天文学家利用卡西尼号土星探测器,重复了这项实验,测量精度在0.002%范围内观测与理论一致,这是迄今为止精度最高的广义相对论实验验证。
4引力红移
从大质量天体发出的光(电磁辐射),由于处于强引力场中,其光振动周期要比同一种元素在地球上发出光的振动周期长,由此引起光谱线向红光波段偏移的现象。只有在引力场特别强的情况下,引力造成的红移量才能被检测出来。二十世纪六十年代,庞德、雷布卡和斯奈德在哈佛大学的杰弗逊物理实验室(Jefferson Physical Laboratory)采用穆斯堡尔效应的实验方法,定量地验证了引力红移。他们在距离地面22.6米的高度,放置了一个伽马射线辐射源,并在地面设置了探测器。他们将辐射源上下轻轻地晃动,同时记录探测器测得的信号的强度,通过这种办法测量由引力势的微小差别所造成的谱线频率的移动。他们的实验方法十分巧妙,用狭义相对论和等效原理就能解释。结果表明实验值与理论值完全符合。2010年来自美国和德国的三位物理学家马勒(H.Muller)、彼得斯(A.Peters)和朱棣文通过物质波干涉实验,将引力红移效应的实验精度提高了一万倍,从而更准确地验证了爱因斯坦广义相对论。
5黑洞
1916年,德国天文学家卡尔·史瓦西计算得到爱因斯坦引力场方程的一个真空解,这个解表明,质量大到一定程度,引力将把大量物质集中于空间一点,并产生奇异的现象。这种天体被美国物理学家约翰·阿奇巴德·惠勒命名为“黑洞”。史瓦西的解表明黑洞的质量极其巨大,而体积却十分微小,密度异乎寻常的大,它所产生的引力场极为强劲,以至于任何物质和辐射在进入到黑洞的一个事件视界(临界点)内,便再无法逃脱,甚至传播速度最快的光(电磁波)也无法逃逸。如果太阳要变成黑洞就要求其所有质量必须汇聚到半径仅3千米的空间内,而地球质量的黑洞半径只有区区0.89厘米。1964年,美籍天文学家里卡多·吉雅科尼(Riccardo Giacconi)意外地发现了天空中出现神秘的X射线源,方向位于银河系的中心附近。1971年美国“自由号”人造卫星发现该X射电源的位置是一颗超巨星,本身并不能发射所观测到的X射线,它事实上被一个看不见的约10倍太阳质量的物体牵引着,这被认为是人类发现的第一个黑洞。虽然黑洞不可见,但是它对周围天体运动的影响是显著的。现在,黑洞已经被人们普遍接受了,天文学家甚至可以用光学望远镜直接看到一些黑洞吸积盘的光。
6引力拖曳效应
一个旋转的物体特别是大质量物体还会使空间产生另外的拖曳扭曲,就好像在水里转动一个球,顺着球旋转的方向会形成小小的波纹和漩涡。地球的这一效应,将使在空间运行的陀螺仪的自转轴发生41/1000弧秒的偏转,这个角度大概相当于从华盛顿观看一个放在洛杉矶的硬币产生的张角。2004年4月20日,美国航天局“引力探测-B”(GP-B)卫星从范登堡空军基地升空,以前所未有的精度观测“测地线效应”,从而寻找“惯性系拖曳”效应的迹象。卫星在轨飞行了17个月,随后研究人员对测量数据进行了5年的分析。2011年5月4日美国航天局发布消息称,GP-B卫星已经证实了广义相对论的这项预测。但是该项目的经济性和必要性受到很多批评的声音。
7引力波
爱因斯坦在发表了广义相对论后,又进一步阐述引力场的概念。牛顿的万有引力定律显示出引力是“超距”的,比如太阳如果突然消失,那么地球就会瞬间脱离自己的轨道,这似乎是正确的。但爱因斯坦提出“引力”需要在时空中传递,需要时间,质量的变化引起引力场变化,引力会以光速向外传递,就像水波一样,这就是“引力波”的由来。不过爱因斯坦知道引力波很微弱,像太阳这样的恒星是不能引起剧烈扰动的,连自己都认为可能永远都探测不到。1974年,美国物理学家泰勒(Joseph Taylor)和赫尔斯(Russell Hulse)利用射电望远镜,发现了由两颗中子星组成的双星系统PSR1913+16,并利用其中一颗脉冲星,精准地测出两个致密星体绕质心公转的半长径以每年3.5米的速率减小,3亿年后将合并,系统总能量周期每年减少76.5微秒,减少的部分应当就是释放出的引力波。泰勒和赫尔斯因为首次间接探测引力波而荣获1993年诺贝尔物理学奖。如今我们已经直接“听”到了引力波悦耳动听的声音,这预示着现代物理学崭新的篇章就此开启!
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