從廣義相對論得到的有關預言和經(jīng)典物理中的對應預言非常不相同,尤其是有關時間流逝、空間幾何、自由落體的運動以及光的傳播等問題,例如引力場內的時間膨脹、光的引力紅移和引力時間延遲效應。廣義相對論的預言已經(jīng)通過了所有觀測和實驗的驗證——雖說廣義相對論并非當今描述引力的唯一理論,它卻是能夠與實驗數(shù)據(jù)相符合的最簡潔的理論。不過,仍然有一些問題未能解決,典型的即是如何把廣義相對論和量子物理的定律統(tǒng)一起來,從而建立一個完備并且自洽的量子引力理論。 愛因斯坦的廣義相對論理論在天體物理學中有著非常重要的應用:它直接推導出某些大質量恒星會終結為一個黑洞——時空中的某些區(qū)域發(fā)生極度的扭曲以至于連光都無法逸出。有證據(jù)表明恒星質量黑洞以及超大質量黑洞是某些天體例如活動星系核和微類星體發(fā)射高強度輻射的直接成因。光線在引力場中的偏折會形成引力透鏡現(xiàn)象,這使得人們能夠觀察到處于遙遠位置的同一個天體的多個成像。廣義相對論還預言了引力波的存在,引力波已經(jīng)被間接觀測所證實,而直接觀測則是當今世界像激光干涉引力波天文臺(LIGO)這樣的引力波觀測計劃的目標。此外,廣義相對論還是現(xiàn)代宇宙學膨脹宇宙論的理論基礎。 |
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