1、2013-6-31第八章 相對論的建立1.相對論先驅(qū)者的思想2.愛因斯坦的狹義相對論3.廣義相對論的建立wsh1幻燈片 1wsh1山東師范大學(xué)物理與電子科學(xué)學(xué)院王書運(yùn)wangshuyun, 2005-12-102013-6-321.相對論先驅(qū)者的思想一.洛侖茲的收縮假說二彭加勒的觀點(diǎn)2013-6-33一.洛侖茲的收縮假說邁克爾遜莫雷實(shí)驗(yàn)的“零結(jié)果”在最初人們并沒有因此否定靜止以太的存在，反而認(rèn)為是實(shí)驗(yàn)可能失敗了。或力圖對實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出種種解釋。其中最具代表性的理論假說是荷蘭物理學(xué)家洛侖茲的收縮假說。1.洛侖茲(H.A.Lorenzt)：1853年7月生于荷蘭。1870年考入萊頓大學(xué)，主攻數(shù)學(xué)、物

2、理學(xué)和天文學(xué)，1875年12月獲得博士學(xué)位，1877年被烏得勒支大學(xué)聘為數(shù)學(xué)教授，同年萊頓大學(xué)授予他荷蘭唯一的理論物理學(xué)教授席位（24歲）。1912年洛侖茲辭去萊頓大學(xué)教授職務(wù)，去政府部門任高等教育部部長。他創(chuàng)立了電子論，首次把以太和普通物質(zhì)分開，1895年提出著名的洛侖茲力公式。他將經(jīng)典電磁場理論發(fā)展到了最后的高度，為相對論的誕生創(chuàng)造了條件。他因其電子論對塞曼效應(yīng)進(jìn)行了定量解釋，與塞曼分享了1902年諾貝爾物理學(xué)獎。2013-6-3422vc1 洛侖茲一直認(rèn)為這種收縮是真實(shí)的，是由分子運(yùn)動引起的。這與愛因斯坦提出狹義相對論有本質(zhì)區(qū)別。2.長度收縮假說的提出：1892年11月洛侖茲發(fā)表了論地球

3、對以太的相對運(yùn)動，用長度收縮假說解釋了邁克爾遜莫雷實(shí)驗(yàn)。他認(rèn)為運(yùn)動物體在其運(yùn)動方向上的收縮，抵消了地球在以太中運(yùn)行所造成的光程差，所以觀察不到預(yù)期的條紋移動。1895年洛侖茲給出了更精確的長度收縮系數(shù)為2013-6-353. 一級近似的解釋及地方時：洛侖茲的上述收縮假說只涉及到v2/c2的這種二級近似。1895年，洛侖茲發(fā)表了運(yùn)動物體中電磁現(xiàn)象和光現(xiàn)象的理論研究，提出了地方時概念，他對麥克斯韋方程組施加了一種變換。其中時間t變?yōu)椤爱?dāng)?shù)貢r間” t=t(v/c2)x，電場E變換為E=E+vB/c，磁場B變換為B=B-vE/c，結(jié)果發(fā)現(xiàn)麥克斯韋電磁場方程組的形式不變。由此證明其收縮假說可以準(zhǔn)確到v/

4、c一階范圍。這樣就解釋了邁克爾遜莫雷實(shí)驗(yàn)。“當(dāng)?shù)貢r間”t=t(v/c2)x，指在物體上的測得的時間，它與坐標(biāo)系的平移速度有關(guān)。它表明，好象在運(yùn)動坐標(biāo)系上的時鐘走慢了。洛侖茲認(rèn)為地方時只不過是一個數(shù)學(xué)假設(shè)，不具有真實(shí)的物理意義，而牛頓力學(xué)中的絕對時間才是唯一真實(shí)的時間。與此相反，愛因斯坦認(rèn)為不存在所謂的絕對時間，地方時才是唯一真實(shí)的時間。2013-6-364.彭加勒的批判：洛侖茲認(rèn)為，上述變換中的t、E、B都不是真實(shí)的物理量，只是某種輔助量。另外，一級近似下的解釋采用了一種對速度v線性相關(guān)的變換不變性，而二級近似下的解釋，則完全撇開這種不變性，需要再回到伽利落變換，再引進(jìn)收縮假說。這種人為性和邏

5、輯上的不自洽性，使這套理論顯的很不自然。法國科學(xué)家彭加勒批評說：“如果為了解釋邁克爾遜莫雷實(shí)驗(yàn)的否定結(jié)果，需要引進(jìn)新的假說，那么每當(dāng)出現(xiàn)新的實(shí)驗(yàn)事實(shí)時，同樣也發(fā)生這種需要。無疑的，對每一個新的實(shí)驗(yàn)結(jié)果創(chuàng)立一種假說這種做法是不自然的。”洛侖茲接受了這種批評，希望“能夠利用某些基本假定，并且不用忽略這種數(shù)量級或那種數(shù)量級的量，來證明許多電磁作用都完全與系統(tǒng)的運(yùn)動無關(guān)”。7洛侖茲的理論是以靜止以太為出發(fā)點(diǎn)，在保持麥克斯韋方程不變的條件下創(chuàng)立起來的“構(gòu)造性”理論；而愛因斯坦的狹義相對論是在相對性原理和光速不變原理的基礎(chǔ)上創(chuàng)建的“原理性”理論。洛侖茲認(rèn)為長度收縮是真實(shí)的，是由分子運(yùn)動引起的。愛因斯坦則認(rèn)

6、為這只是一種相對論效應(yīng)。洛侖茲認(rèn)為地方時（在運(yùn)動物體上測量的時間）只不過是一個數(shù)學(xué)假設(shè)，不具有真實(shí)的物理意義，而牛頓力學(xué)中的絕對時間才是唯一真實(shí)的時間。愛因斯坦認(rèn)為不存在所謂的絕對時間，地方時才是唯一真實(shí)的時間。洛侖茲長度收縮假說與愛因斯坦狹義相對論的不同：洛侖茲的長度收縮假說、地方時、洛侖茲變換以及他最早形成的關(guān)于物質(zhì)質(zhì)量隨其運(yùn)動速度增加的思想，都已包含了狹義相對論的基本內(nèi)容，為愛因斯坦創(chuàng)立狹義相對論創(chuàng)造了條件。2013-6-32013-6-38二 彭加勒的觀點(diǎn)彭加勒(J.H.Poincare)：法國數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家和哲學(xué)家，1854年4月生于法國南錫，1871年進(jìn)入巴黎工藝學(xué)院，畢業(yè)后又進(jìn)

7、入國立礦業(yè)學(xué)院學(xué)習(xí)。1879年獲數(shù)學(xué)博士學(xué)位，同年任卡昂大學(xué)數(shù)學(xué)教師，1881年起任巴黎大學(xué)教授。1887年當(dāng)選為巴黎科學(xué)院院士，1906年任該院院長，1908年當(dāng)選為法國科學(xué)院院士。1912年7月逝世。1895年對洛侖茲的“長度收縮”假說的批評。1905年發(fā)表論文論電子動力學(xué)，給洛侖茲理論以更簡潔的形式，并將其時空變換命名為洛侖茲變換。2013-6-391898年發(fā)表論文時間的測量，首次提出光速在真空中不變的公設(shè)，認(rèn)為沒有這一公設(shè)，就無法測量光速；在論文中還討論了用交換光信號來確定異地同時性的實(shí)驗(yàn)方法。1899年彭加勒就認(rèn)為絕對運(yùn)動是不存在的，只有相對運(yùn)動才有意義。1902年在出版的科學(xué)與假

8、設(shè)中提出“相對運(yùn)動原理”：“任何系統(tǒng)的運(yùn)動應(yīng)當(dāng)遵守同樣的定律，不管人們把它納于固定的坐標(biāo)軸或納于作直線而勻速運(yùn)動的坐標(biāo)軸”。彭加勒預(yù)感到物理學(xué)上將有重大突破，他說：“也許我們還要構(gòu)造一種全新的力學(xué)，我們只不過是成功的瞥見了它，在這種力學(xué)中，慣性隨著速度而增加，光速會變?yōu)椴豢捎庠降臉O限。通常比較簡單的力學(xué)可能依然是一級近似，因?yàn)樗鼘Σ惶蟮乃俣冗€是正確的，以致于在新動力學(xué)中還可以找到舊動力學(xué)。”2013-6-310在英費(fèi)爾德(L.Infeld)的相對論的發(fā)展史中記錄了一段他和愛因斯坦的一次談話，英費(fèi)爾德說“在我看來，即使您沒有建立它，狹義相對論的出現(xiàn)也不會再等多久。因?yàn)榕砑永找呀?jīng)很接近構(gòu)成狹義相

9、對論的那些東西了。”愛因斯坦回答說：“是的，這說的對。”彭加勒的局限：遺憾的是，彭加勒最終未能認(rèn)識到拋棄以太的必要性，直到臨終，他還對洛侖茲補(bǔ)償理論的精神實(shí)質(zhì)充滿信心。他期待有一種理論能解釋或證明它。所以沒能邁入相對論的殿堂。2013-6-3112 愛因斯坦的狹義相對論一 愛因斯坦生平二 愛因斯坦狹義相對論的探索過程三 意義2013-6-312一 愛因斯坦生平1879年3月生于德國，一年后遷居慕尼黑。1896年10月，進(jìn)入蘇黎世工業(yè)大學(xué)師范系學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和物理學(xué)。期間廣泛閱讀了亥姆霍茲、麥克斯韋、赫茲等物理學(xué)大師的著作。1900年大學(xué)畢業(yè)。在畢業(yè)的一年多時間里，由于找不到工作，靠做家庭教師和代課教

10、師生活。在失業(yè)一年半以后，在同學(xué)馬塞爾格羅斯曼的父親的幫助下，愛因斯坦到瑞士專利局去作了一個技術(shù)員。這段工作經(jīng)歷對愛因斯坦非常有益。“它迫使你從事多方面的思考，它對物理的思索也有重大的激勵作用”。19001904年，愛因斯坦每年寫出一篇論文，發(fā)表于德國物理學(xué)雜志。2013-6-313愛因斯坦發(fā)明的第一個高峰-19051905年3月，愛因斯坦完成論文關(guān)于光的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化的一個推測性觀點(diǎn)(德國物理年報)，把能量子概念推廣到光在空間中的傳播情況，提出光量子假說。認(rèn)為：對于時間平均值，光表現(xiàn)為波動；而對于瞬時值，光則表現(xiàn)為粒子性。第一次揭示了微觀客體波動性和粒子性的統(tǒng)一。文章結(jié)尾，解釋了光電效應(yīng)，導(dǎo)出光

11、電方程。10年后由密立根給予實(shí)驗(yàn)證實(shí)。1921年，愛因斯坦因?yàn)椤肮怆娦?yīng)定律的發(fā)現(xiàn)” 而獲得諾貝爾物理學(xué)獎。1905年6月，愛因斯坦完成了長篇論文論運(yùn)體的電動力學(xué)，完整的提出了狹義相對論。1905年9月，愛因斯坦寫了一篇短文物體的慣性同它所含的能量有關(guān)嗎？，提出質(zhì)能關(guān)系式，為20世紀(jì)40年代實(shí)現(xiàn)的核能的釋放和利用開辟了道路。2013-6-3141912年，愛因斯坦回到蘇黎世母校工作。在格羅斯曼幫助下，他在黎曼幾何和張量分析中找到了建立廣義相對論的數(shù)學(xué)工具。于1913年發(fā)表了重要論文廣義相對論綱要和引力理論，提出了引力的度規(guī)場理論。首次把引力和度規(guī)結(jié)合起來，使黎曼幾何獲得實(shí)在的物理意義。愛因斯坦

12、發(fā)明的第二個高峰（1915-1917年）：1915年建立了廣義協(xié)變的引力場方程，1916年春天，完成總結(jié)性的論文廣義相對論的基礎(chǔ)1916年提出引力波理論：發(fā)現(xiàn)一個力學(xué)體系變化時必然發(fā)射出以光速傳播的引力波。1917年又開創(chuàng)了現(xiàn)代宇宙學(xué)：認(rèn)為，宇宙在空間上是有限無邊的。2013-6-3151925年以后，愛因斯坦全力以赴去探索統(tǒng)一場論。1925年1955年這30年中，除了關(guān)于量子力學(xué)的完備性問題、引力波以及廣義相對論的運(yùn)動問題以外，愛因斯坦幾乎把他全部的科學(xué)創(chuàng)造精力都用于統(tǒng)一場論的探索。但在統(tǒng)一場理論方面，他始終沒有成功。由于他遠(yuǎn)離了當(dāng)時物理學(xué)研究的主流，獨(dú)自去進(jìn)攻當(dāng)時沒有條件解決的難題，因此同

13、20年代的處境相反，他晚年在物理學(xué)界非常孤立。可是他依然無所畏懼，毫不動搖地走他自己所認(rèn)定的道路，直到臨終前一天，他還在病床上準(zhǔn)備繼續(xù)他的統(tǒng)一場理論的數(shù)學(xué)計算。四種相互作用：強(qiáng)相互作用，電磁相互作用，弱相互作用，萬有引力作用2013-6-316二 愛因斯坦狹義相對論的探索過程1.中學(xué)時的“追光”思考2.馬赫和彭加勒的影響3.普朗克量子假說的影響4. 電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)的思考：在論動體的電動力學(xué)中寫到：麥克斯韋電動力學(xué)應(yīng)用到運(yùn)動物體上時，會引起一些不對稱，而這些不對稱似乎不是現(xiàn)象所固有的。設(shè)想一個磁體同一個導(dǎo)體之間的相互作用。我們看到的現(xiàn)象應(yīng)該只與導(dǎo)體和磁體的相對運(yùn)動有關(guān)，可是按照麥克斯韋理論，如果是

14、磁體運(yùn)動，導(dǎo)體靜止，那么在磁體附近就會出現(xiàn)電場，它在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生電流；如果導(dǎo)體運(yùn)動，磁體靜止，那么磁體附近就沒有電場，只是在導(dǎo)體中產(chǎn)生一電動勢，從而產(chǎn)生電流。我不能接受這是兩種不同情形的思想。唯一可以接受的客觀事實(shí)是完全與觀察者或坐標(biāo)系的相對狀態(tài)無關(guān)的聯(lián)合在一起的電磁場。這個電磁感應(yīng)現(xiàn)象迫使我假設(shè)狹義相對論原理。2013-6-3175.麥克斯韋和赫茲光速的影響在麥克斯韋理論中，電磁波的傳播速度為v=1/，在真空中的速度為v=1/00是一個常數(shù)，且等于光速C。1890年赫茲在寫出靜止以太參考系中的波動方程時，明確指出波速與波源的速度無關(guān)。愛因斯坦還仔細(xì)研讀了洛侖茲1895年關(guān)于在一級近似條件下電動

15、力學(xué)問題的文章，這些都最終導(dǎo)致光速不變原理的提出，并給其以公設(shè)的地位。6.狹義相對論的提出1905年6月愛因斯坦完成了論動體的電動力學(xué)。以公設(shè)形式提出了相對性原理和光速不變原理。2013-6-318三 意義愛因斯坦1948年在相對性：相對論的本質(zhì)中所指出的：“狹義相對論導(dǎo)致了對空間和時間的物理概念的清楚理解，并且由此認(rèn)識到運(yùn)動著的量桿和時鐘的行為。它在原則上取消了牛頓所理解的那個即時的超距作用概念。它指出，在處理同光速相比不是小到可忽略的運(yùn)動時，運(yùn)動定律必須加以修改。它導(dǎo)致了麥克斯韋電磁場方程的形式上的澄清，特別是導(dǎo)致了對電場和磁場本質(zhì)上的同一性的理解。它把動量守恒和能量守恒這兩條定律統(tǒng)一成一

16、條定律，并且指出了質(zhì)量同能量的等效性。”2013-6-319狹義相對論存在的局限性一 廣義相對論基本原理的提出二 引力紅移的預(yù)言三 光線的引力偏折四 時空“柔性”度規(guī)概念的建立五 引力場方程的建立六 廣義相對論的檢驗(yàn)七 意義3 廣義相對論的建立2013-6-320問題狹義相對論指出：對于一切慣性系自然規(guī)律是等效的，那么對于非慣性系是否也都具有等效性呢？愛因斯坦創(chuàng)立廣義相對論的目的是要解決下述問題：一是取消慣性系的優(yōu)越性；二是將引力理論納入狹義相對論中。2013-6-3211. 馬赫原理馬赫在發(fā)展中的力學(xué)中對牛頓的水桶實(shí)驗(yàn)批判說：如果桶壁足夠厚，其質(zhì)量足夠大時，水桶旋轉(zhuǎn)時水面又如何呢？馬赫認(rèn)為“

17、慣性以及慣性力起源于宇宙間物質(zhì)相互作用”這一觀點(diǎn)被愛因斯坦稱之為“馬赫原理”（ 1918年），馬赫因此被尊稱為“相對論的先驅(qū)”。一 廣義相對論基本原理的提出2.引力質(zhì)量與慣性質(zhì)量的等同性在牛頓運(yùn)動定律中，質(zhì)量是物體慣性大小的量度，叫做慣性質(zhì)量。在萬有引力定律中，質(zhì)量反映物體受到的和產(chǎn)生的引力的大小，與慣性無關(guān)，叫做引力質(zhì)量。愛因斯坦提出“引力質(zhì)量與慣性質(zhì)量相等”，并在此基礎(chǔ)上提出了“等效原理”2013-6-3223.等效原理的提出1907年愛因斯坦在關(guān)于相對論原理和由此得出的結(jié)論論文中提出了等效原理：“引力場同參照系的相當(dāng)?shù)募铀俣龋谖锢砩鲜堑葍r的。”文中描述了一個升降機(jī)理想實(shí)驗(yàn)：在一自由下落

18、的升降機(jī)里，由于升降機(jī)和其中所有的儀器都以同一加速度下落，因而無法判斷引力場的效應(yīng)。在自由下落的升降機(jī)中，慣性力和引力彼此抵消。由此，在引力和慣性力局域等效的前提下，愛因斯坦考察了兩個彼此做加速運(yùn)動的參照系1和2， “我們考察兩個參照系1和2。1在X軸方向上加速運(yùn)動；加速度為a(不因時間而變)，2靜止，但它處在一個均勻的引力場中，這個引力場賦予一切物體在X軸方向上一個加速度a。”“就我們所知，無法把參照系1的物理定律同參照系2的物理定律區(qū)別開來。”據(jù)此他以假設(shè)的形式提出了等效原理。1912年正式稱為“等效原理”并推廣到非均勻加速運(yùn)動中。2013-6-3234.等效原理的局域性在1907年對等效

19、原理的闡述中，愛因斯坦用一個勻加速參照系來代替一個均勻的引力場。但任何真實(shí)的引力場都是非均勻的。1913年愛因斯坦將等效原理進(jìn)一步精確化，他在與同學(xué)M.格羅斯曼合寫的論文廣義相對論和引力理論綱要中，把等效原理闡述為“在物理學(xué)上，(在無限小的體積中均勻的)引力場完全可以代替加速運(yùn)動的參照系。”從而明確了等效原理的局域性。5.廣義協(xié)變原理的提出1907年，愛因斯坦把相對性原理擴(kuò)展到參照系做勻加速平動運(yùn)動的情況。1916年，在廣義相對論基礎(chǔ)中才把它推廣到所有的坐標(biāo)系中，完善了廣義協(xié)變原理。2013-6-324二 引力紅移的預(yù)言1907年，提出引力紅移的預(yù)言： “來自太陽表面的光是從這樣一種發(fā)射源發(fā)出

20、的，這種發(fā)射源所發(fā)出的光所具有的波長比地球上同類物質(zhì)所發(fā)出的光的波長大約大兩百萬分之一。”三 光線的引力偏折在1911年的論文中，愛因斯坦從等效原理出發(fā)，根據(jù)光的頻率與引力勢之間的關(guān)系，得出結(jié)論說，光在經(jīng)過引力場時，光的傳播方向?qū)l(fā)生偏折，并由此計算出“光線經(jīng)過太陽附近時要受到1.75的偏轉(zhuǎn)”2013-6-3251 平直空間的直接度規(guī)：狹義相對論解決了同時性的相對性、運(yùn)動物體的長度收縮、時鐘變慢等問題，但仍認(rèn)為時空是均勻的和各向同性的。在同一參照系中有統(tǒng)一的時間、空間測量標(biāo)準(zhǔn)，即具有“鋼性”的尺和“同步”的鐘，長度、時間的測量仍與坐標(biāo)差相對應(yīng)，稱之為直接度規(guī)，這空間稱為平直空間。四 時空“柔性

21、”度規(guī)概念的建立2 廣義相對論的“柔性”度規(guī)：愛因斯坦在1916年廣義相對論的基礎(chǔ)中，講到一個轉(zhuǎn)動的鋼性圓盤的理想實(shí)驗(yàn)。當(dāng)鋼性圓盤轉(zhuǎn)動時，處于中心軸處的觀察者看來，在不同的半徑處，由于旋轉(zhuǎn)的線速度不同，放在不同地點(diǎn)的尺子收縮的程度和鐘變慢的程度也就不同，時空失去了均勻性和各向同性，也即失去了“鋼性”而具有“柔性”結(jié)構(gòu)，坐標(biāo)差也就失去了直接量度的物理意義。這樣就只有“時空連續(xù)區(qū)”這一概念具有可觀測性。2013-6-326五 引力場方程的建立引力場方程建立的主要問題是數(shù)學(xué)問題。 1912年，愛因斯坦在格羅斯曼幫助下，利用黎曼幾何和張量分析數(shù)學(xué)工具，經(jīng)過一年的奮力合作，于1913年發(fā)表了論文廣義相對

22、論綱要和引力理論，提出了引力的度規(guī)場理論。首次把引力和度規(guī)結(jié)合起來，并使黎曼幾何獲得實(shí)在的物理意義。1915年論文引力的場方程完善了引力場方程，具有真正普遍協(xié)變性，宣告廣義相對論作為一種邏輯結(jié)構(gòu)終于完成了。黎曼空間羅巴切夫斯基空間2013-6-327六廣義相對論的檢驗(yàn)1.水星近日點(diǎn)進(jìn)動1859年天文學(xué)家勒維利埃(Le Verrier)發(fā)現(xiàn)水星近日點(diǎn)進(jìn)動的觀測值比牛頓定律計算的理論值每百年快38角秒。他猜想可能在水星以內(nèi)還有一顆小行星。1882年，紐康姆(S.Bewcomb)經(jīng)過重新計算，得出水星近日點(diǎn)的多余進(jìn)動值為每百年43角秒。他解釋說可能是水星發(fā)出的黃道光的彌漫物質(zhì)使水星的運(yùn)動受阻。191

23、5年，愛因斯坦把行星的繞日運(yùn)動看成是行星在太陽引力場中的運(yùn)動，由于太陽質(zhì)量造成周圍空間彎曲，使行星每公轉(zhuǎn)一周近日點(diǎn)進(jìn)動為：計算出=43/百年。正好和紐康姆結(jié)果一致。成為廣義相對論的一個有力證據(jù)。2013-6-3282.光線在引力場中的彎曲愛因斯坦在1911年的論文中指出，光在經(jīng)過引力場時，光的傳播方向?qū)l(fā)生偏折，并由此計算出“光線經(jīng)過太陽附近時要受到0.83的偏轉(zhuǎn)”。1916年愛因斯坦又重新計算了太陽光線的偏折，計算得到的偏轉(zhuǎn)角為1.75。并預(yù)言可通過日全食時對太陽附近天空的恒星的觀測加以驗(yàn)證。1919年日全食期間，英國皇家學(xué)會和天文學(xué)會派出兩個觀測隊(duì)，由愛丁頓(A.S.Feddington)

24、等人率領(lǐng)分赴非洲和巴西兩地進(jìn)行觀測。經(jīng)過比較，兩地觀測結(jié)果分別為非洲為1.66和巴西的1.98與愛因斯坦的理論結(jié)果基本相符。但這種觀測精度太低，還會受其他因素影響。1974年到1975年間，福馬倫特和什拉梅克利用甚長基線干涉儀，觀測了太陽對三個射電源的偏折，最后得到太陽邊緣處射電源的微波被偏折1.7610.016。2013-6-329用幾臺銫原子鐘比較不同高度的計時率，其中一臺置于地面作參考鐘，另外幾臺由飛機(jī)攜帶，在1萬米高空沿赤道繞地飛行。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論預(yù)期值在10%內(nèi)相符。1980年魏索特(R.F.C.Vessot)等人用氫原子鐘作實(shí)驗(yàn)，將氫原子鐘用火箭發(fā)射到1萬公里太空，得到的結(jié)果與理論值相差只有710-5。廣義相對論指出，在強(qiáng)引力場中時鐘變慢。因此從巨大質(zhì)量的星體表面發(fā)射到地球上的光線，會向光譜的紅端移動。日光譜線與地球上的光源對應(yīng)的譜線相比較，移動的相對總量為：210-6。1925年，美國威爾遜山天文臺的亞當(dāng)斯(W.S.Adams)觀測了天狼星的伴星天狼A。這顆伴星是所謂的白矮星，其密度比鉑大2000倍