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從廣義相對論得到的有關(guān)預(yù)言和經(jīng)典物理中的對應(yīng)預(yù)言非常不相同,尤其是有關(guān)時(shí)間流逝、空間幾何、自由落體的運(yùn)動(dòng)以及光的傳播等問題,例如引力場內(nèi)的時(shí)間膨脹、光的引力紅移和引力時(shí)間延遲效應(yīng)。廣義相對論的預(yù)言已經(jīng)通過了所有觀測和實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證——雖說廣義相對論并非當(dāng)今描述引力的唯一理論,它卻是能夠與實(shí)驗(yàn)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(gè)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(xué)中有著非常重要的應(yīng)用:它直接推導(dǎo)出某些大質(zhì)量恒星會(huì)終結(jié)為一個(gè)黑洞——時(shí)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(zhì)量黑洞以及超大質(zhì)量黑洞是某些天體例如活動(dòng)星系核和微類星體發(fā)射高強(qiáng)度輻射的直接成因。光線在引力場中的偏折會(huì)形成引力透鏡現(xiàn)象,這使得人們能夠觀察到處于遙遠(yuǎn)位置的同一個(gè)天體的多個(gè)成像。廣義相對論還預(yù)言了引力波的存在,引力波已經(jīng)被間接觀測所證實(shí),而直接觀測則是當(dāng)今世界像激光干涉引力波天文臺(tái)(LIGO)這樣的引力波觀測計(jì)劃的目標(biāo)。此外,廣義相對論還是現(xiàn)代宇宙學(xué)膨脹宇宙論的理論基礎(chǔ)。 |
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