20世纪初,一位名叫阿尔伯特.爱因斯坦(Albert Einstein)的年轻瑞士专利局职员发表了相对论,永远改变了物理学和天文学的面貌。
1921年,阿尔伯特·爱因斯坦在维也纳的一次演讲中说。阿尔伯特·爱因斯坦(1879- 1955)是德国出生的理论物理学家和科学哲学家。他发展了广义相对论,这是现代物理学的两大支柱之一(与量子力学并列)。他在大众文化中最著名的是他的质能当量公式 (被称为“世界上最著名的方程式”)。1921年,他获得了诺贝尔物理学奖,“以表彰他对理论物理学的贡献,特别是他对光电效应定律的发现。”后者是建立量子理论的关键。
相对论也许是科学史上最成功的发展,就其与实验结果的一致性和预测新现象的能力而言--只有量子力学才能声称与它的成功竞争。爱因斯坦的理论立即解释了他那个时代物理学和天文学的一些主要问题,并继续解释90年前甚至没有被暗示的新发展,包括黑洞的存在和宇宙学的最新观测。
然而,接受相对论要求我们抛弃之前几乎所有关于字宙的概念,以及我们所谓的“常识”。对于居住在地球上的人类来说,空间和时间似乎是一个恒定不变的背景,宇宙的各种事件都是在这个背景下发生的。真空可以收缩、膨胀或弯曲,这取决于你离一个巨大的物体的距离,以及时间流逝的速度。空间和时间甚至可以因为那些测量它们的人而改变。时钟相对于你移动得越快,指针看上去就越小,滴答的速度也就越慢,
应用相对论当我们研究物体(a)在强引力场中运动,或(b)接近光速时,就需要相对论。如果(b)是正确的,那(a)就不是,我们可以使用狭义相对论的一个更简单的版本。从历史上看,这是爱因斯坦最先提出的理论,而广义相对论则是后来才提出的。
在地球上的日常生活中,(a)和(b)都不是正确的,所以我们通常根本不用担心相对论。尽管如此,当需要极高的精度时,它的效果仍然很重要。例如,相对论最重要的应用之一涉及全球定位系统(GPS), 如果我们不考虑相对论效应,GPS就根本无法工作。如果你曾经使用过GPS接收器,那么你就直接从爱因斯坦的相对论中受益了!
在强引力场中运动相对论最令人惊奇的一个方面是它完全改变了我们理解重力的方式。