【直播回听】《六极物理课》第6次直播答疑

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六极物理课的更新时间是每周四19:05

课程直播答疑时间紧随其后，每周四20:13

这两个数字背后都有着特殊的含义：

1905年是物理学的奇迹之年，这一年26岁的爱因斯坦连续发表了五篇重要的论文，其中三篇成了物理学发展的核心；

2013年上帝粒子在实验上被证实并获得诺贝尔物理学奖的一年，上帝粒子是万事万物质量的成因，20世纪的物理学至此基本封顶。

【极重篇】第一章：广义相对论的基本原理答疑笔记

问题1（用户@红色的麦克斯韦妖）：既然引力并不存在，那么为什么引力会被归为四大基本作用力之一，并且科学家还在孜孜不倦寻找引力子呢？

对应课程内容：【极重篇 | 第一章：广义相对论的基本原理】01 引力究竟是什么

回答：引力从爱因斯坦广义相对论的角度上不存在，四大力是一种简称，严格来说应该叫四种相互作用。微观上引力是否存在，还要看是否存在引力子。

因为描述前三种相互作用的理论是规范场论，它们预言了用以交换的粒子，并已经被实验证实。引力场也有相应的规范场论，只是引力子太弱实验上没有证明。

目前主流观点倾向于认为是有引力子的。并且由于尚未验证，关于引力的场论模型有很多，简单的有Gauge Gravition Theory (GGT), Gauge Theory Gravity (GTG), 和Kaluza-Klein Theory。

问题2（用户@招财猫A45）：如果说没有引力，那潮汐是怎么形成的？

对应课程内容：【极重篇 | 第一章：广义相对论的基本原理】03 什么是时空扭曲

回答：分析的方式是一样的，潮汐力可以被理解为时候被压缩的程度不一样。靠近月球的一面被压缩的更多，远离月球的一面被压缩的少，因此会有一个时空压缩的不均匀，总体效果就是地球两端的海面被拽长了一点点，这与引力是不是力没有什么关系，分析是类似的。

问题3（用户@lelehuangshang）：我也有个疑问。电梯的科学实验中电梯匀速直线运动，也会让左边射来的光线产生偏移，无法说明有加速的空间才会让光线扭曲。

对应课程内容：【极重篇 | 第一章：广义相对论的基本原理】03 什么是时空扭曲

回答：匀速直线运动看到的光，只是改变方向，但是还是走直线的，加速运动的时候看到的光走的是曲线，这里强调的是光线走曲线，因此可以引入时空曲率的概念。

问题4（用户@dc7575）：加速上升的火箭和放在地球表面的火箭，明明加速度方向不是一样的啊，那为啥我们现在上面的感觉都是一样的呢？都感觉受到了一个向下的重力？

对应课程内容：【极重篇 | 第一章：广义相对论的基本原理】03 什么是时空扭曲

回答：加速上升的火箭确实加速度向上，但是对于火箭里的人的感觉来说，它是置身在一个向下的重力场中一样。可以考虑一下，飞机在起飞的时候，明明是向前加速，但是你的感受是自己的身体相对于飞机有向后运动的趋势，感觉好像受到了一个向后的力一样。正是因为在这两种情况下感觉是一样的，所以才有了等效原理。

问题5（用户@王_母）：在哥哥看来不也是弟弟加速再减速了吗？弟弟不就在一个强引力场了吗？不就是弟弟年轻了吗？

对应课程内容：【极重篇 | 第一章：广义相对论的基本原理】04 尺缩与钟慢

回答：在哥哥看来，弟弟的运动确实是加速的，但是弟弟并没有置身在加速的环境中，因为哥哥在加速的过程中，哥哥的参考系并非一个惯性参考系，哥哥是能够感受到自己的加速效果并反推出弟弟并未加速的。

【极重篇】第二章：广义相对论的验证及应用导读 

【极重篇】第二章：广义相对论的验证及应用的目标，是在讲完第一章，广义相对论的基本理论之后，寻求广义相对论的实验验证。

广义相对论讨论的是超大尺度的宏观宇宙学问题，这种尺度的实验非常难做，它受制于我们对于宇宙的研究能力，基本上只能够通过天体事件来进行验证。

广义相对论的第一次胜利是解释了牛顿万有引力定律失效的水星进动问题。在这个问题中万有引力定律的计算始终有难以消除的偏差，但是广义相对论的结果却是出奇地准确，这证明了万有引力定律在大尺度上的失效。

除此之后广义相对论最主要的效果之一是能让光线弯曲，因此引力透镜的观测是广义相对论的一大验证。

但是上面两个事情只能证明广义相对论在这两个问题上是有效的，需要完全证明广义相对论，通常需要只有广义相对论才能解释的事实才能验证，这就是2015年发现的引力波，引力波的实验做起来是非常困难的，且耗资巨大。

广义相对论除开是个高深理论，对我们的日常生活影响也巨大，没有广义相对论，GPS是不灵的，并且在未来，它会是我们太空旅行的主要方式。