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为什么时空弯曲不是光线扭曲?

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有人说,一切弯曲都是人眼“看”出来的,所以时空弯曲就是光线扭曲。这是严格地错误理解。
我们之所以说时空是弯曲的,而不说光线扭曲,是因为任何物体,在这个时空中,都会经历同样的弯曲过程(具有相同的曲率),与物体的形状,材料,特性等无关。当然,特别来说,光作为一种特别的物体,也要经历这个弯曲,但不仅仅是光,任何其它物体,也有同样的弯曲。
这里,特别提到的是,我们说任何物体与光一样经历同样的弯曲,并不是说,光的运动轨迹(三维)与别的物体的运动轨迹(三维)相同,而是说,它们经历的某种“曲率”相同。这里的时空弯曲是四维弯曲,而不是三维弯曲,而且这种弯曲也不是普通的欧氏弯曲,而是黎曼弯曲,这就让这种弯曲不是一种直观的弯曲,而是一种比较抽象的弯曲。所以这里的“某种曲率”得按照一定的公式来计算,而不是“看”出来的。


IP属地:广东1楼2019-01-12 15:09回复
    时空弯曲规定了光线的行进路径。光线行进路径的弯曲是光线穿越弯曲的时空的结果,是“被弯曲”,而不是光线“主动”弯曲的。
    一个不太恰当但是比较形象的比拟就是:一束光线进入一根光纤,光线只能按照光纤给定的路径前行,而不能穿越光纤的“壁”。
    光线路径的弯曲程度,或者是说时空弯曲的程度由爱因斯坦场方程中的度规描述。


    IP属地:上海2楼2019-01-12 15:54
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      2025-05-20 07:57:54
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      好奇的问一句,引力波会像光线一样弯曲甚至被黑洞吞没吗?


      IP属地:浙江来自Android客户端3楼2019-01-12 16:56
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        请问楼主一个问题:假如我们把运动的光子和周边的时空看成是一个系统,那么运动着的光子对时空弯曲有没有贡献?


        IP属地:上海5楼2019-01-12 22:47
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          本帖鉴于楼主的提问及众多吧友的解释加为精品。


          IP属地:上海6楼2019-01-14 16:48
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            特别地感谢吧友:水碓坞乖孩子 的精彩回复。@ 水碓坞乖孩子


            IP属地:上海7楼2019-01-14 18:43
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              既然时空弯曲的“某种曲率”是按公式来计算出来的,不是“看”出来的,那么光线弯曲是怎么观测到的呢?


              IP属地:浙江9楼2019-01-16 14:41
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