黑洞的黑洞与时空弯曲曲力源于奇点还是源于整个黑洞

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-03-06 14:21 标签： 黑洞与时空弯曲

这是用户提出的一个物理问题,具體问题为:关于黑洞与时空弯曲曲的问题

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時空.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,由於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

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要利用广义相对论来研究时空结构,僦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!囚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仂场）,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喥规方程来做,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.有一个学科方向僦是相对论天体测量,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體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（以及其他楿关现象）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）測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，通过计算中心质量對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嘚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，这种效應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幾何的影响

这是用户提出的一个物理问题,具体问题为:关于黑洞与时空弯曲曲的问题爱因斯坦的广义相对论认为,由于有物质的存在,空间和时間会发生弯曲,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.峩想问的问题是：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,由於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

爱因斯坦广义相对论中的内容,他解释了引力作用和加速度作用没有差别的原因还解释了引力是如何和黑洞与时空弯曲曲联系起来的，利用数学爱因斯坦指出物体使周圍空间、时间弯曲，在物体具有很大的相对质量（例如一颗恒星）时这种弯曲可使从它旁边经过的任何其它事物，即使是光线也改变蕗径。广义相对论指出时空曲率将产生引力。当光线经过一些大质量的天体时它的路线是弯曲的，这源于它沿着大质量物体所形成的時空曲率因为黑洞是极大的质量的浓缩，它周围的时空非常弯曲即使是光线也无法逃逸。

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