爱因斯坦相对论中的“时空弯曲”,到底是怎么个弯曲法?

广义相对论中的“时空弯曲”一点都不荒谬,只不过离普通人的常识略微有点远而已。但实际上也并不算太远,无非就是说时间不是完全均匀的流逝过程,有时候快、有时候慢;空间也一样,尺度也是有变化的,取决于引力场状况。只要真正弄清楚了,就会知道确实就是那么回事。

按一般常识,光是直线传播的,也就是说光走过的路程就是直线。看下图a:

这个图表示的是在人们日常生活环境下仰望星空时的普通常识。但如果在特殊条件下,比如光在传播的过程中路过一个质量非常大的天体,比如太阳,那么情况就会发生变化。如下图b所示:

从图中可知,当恒星发射来的光经过太阳附近时,由于太阳强大引力场的作用,光的传播就会发生弯折。在这种情况下,地面观察者所看到的恒星视位置,也就是光按直线传播所应该出现的位置,与其实际位置并不一样。那么怎么才能知道这一点呢?很好办,就是与不经过太阳时的观察结果对比一下,便可明了。1919年,英国科学家爱丁顿在南非对太阳日食进行观测,就是依据的这个道理。观测结果表明,爱因斯坦所预言的引力场导致时空弯曲,与观测结果完全符合。这就证明了广义相对论的正确性。

当然,这里面不仅仅意味着空间是弯曲的,而是说时间也与空间连为一体都是弯曲的,只用空间弯曲,无法得到正确结果,只有将时空连在一起,才能得到符合观测结果的理论预言。

实际上,整个宇宙包括地球表面,平直时空只是个近似,而弯曲时空才是普遍现象。但在地球表面的日常生活环境下,这种弯曲效应微乎其微,不考虑它的存在也并不会对人们的日常生活有多大影响而已。

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