广义相对论预言了黑洞,在这个奇点上空间曲率变得极大.但是我不理解为什么这时量子引力效应变得如此重要?

首先,对于一套理论,我们可以说它好不好,但最好不要说它正确不正确.
任何一种好的理论（注意,我没说正确的理论）,都必须1.解释一部分的已知现象（试验）2.正确预言部分未知试验.当然,这里“部分”越大,该理论适用范围也越广.
为什么这样说,因为即使被科学界承认的理论,都有其适用范围,都只能部分的解释已知现象,部分的预言未做试验.
比如牛顿力学.首先,任何一位物理学家都不会告诉你牛顿力学是错的（虽然它确实不对）.因为它确实能很好的解释已知现象.它能解释为什么姚明的中投能进入篮筐,也能解释为什么以45度角扔东西能扔得最远.它也能预言未作试验.它能预言以什么角度,多大的初速度投球,能投个3分.
所以我们说,广义相对论与量子力学都是好的理论,他们与牛顿力学一样,都有其适用范围.
（以上算是回答了如果广义相对论正确,那么量子不确定理论就不正确吗?）
物理以试验为基础,检验理论用的的是实验,而不是数学证明.一套理论,无论其作者怎么夸耀其数学的完美性,自洽性,如果与实际不符,那它就什么也不是.
对于广义相对论,至少现在科学家还没发现与广义相对论相悖的试验结果,所以你可以认为广义相对论是对的.
（以上回答现在看来广义相对论是万全正确吗?）
（广义相对论的被证明的部分有那些!没有被证明的还有那些?）
我前面已经说过了,不能说证明,应该说检验.整个广义相对论已被各种试验很好的检验过了.
（加速度和惯性等效出发是什么意思?广义相对论的第一假设是光速不变还是别的?）
狭义相对论的假设有2条
1.任何惯性系等价
2.光速不变
广义相对论加了一条
加速度与引力场等效
没听说过什么（加速度和惯性等效出发）.
这也不是梁山好汉排座次,不分什么第一第二.

爱因斯坦 写的 广义相对论是 当物质的速度无限接近光速时 时间会变得非常慢 别人过了 几十年 你才过了 几小时 但是你的速度越接近光速 质量就越大

相对论是关于时空和引力的基本理论,主要由爱因斯坦创立,分为狭义相对论(特殊相对论)和广义相对论(一般相对论).相对论的基本假设是光速不变原理,相对性原理和等效原理.相对论和量子力学是现代物理学的两大基本支柱.奠定了经典物理学基础的经典力学,不适用于高速运动的物体和微观条件下的物体.相对论解决了高速运动问题；量子力学解决了微观亚原子条件下的问题.相对论极大的改变了人类对宇宙和自然的“常识性”观念,提出了“同时的相对性”,“四维时空”“弯曲空间”等全新的概念.
狭义相对论
主条目：狭义相对论
狭义相对论,是只限于讨论惯性系情况的相对论.牛顿时空观认为空间是平直的、各向同性的和各点同性的的三维空间,时间是独立于空间的单独一维（因而也是绝对的）.狭义相对论认为空间和时间并不相互独立,而是一个统一的四维时空整体,并不存在绝对的空间和时间.在狭义相对论中,整个时空仍然是平直的、各向同性的和各点同性的,这是一种对应于“全局惯性系”的理想状况.狭义相对论将真空中光速为常数作为基本假设,结合狭义相对性原理和上述时空的性质可以推出洛仑兹变换.
广义相对论
主条目：广义相对论
广义相对论是爱因斯坦(Albert Einstein)在1915年发表的理论.爱因斯坦提出“等效原理”,即引力和惯性力是等效的.这一原理建立在引力质量与惯性质量的等价性上(目前实验证实,在10 − 12的精确度范围内,仍没有看到引力质量与惯性质量的差别).根据等效原理,爱因斯坦把狭义相对性原理推广为广义相对性原理,即物理定律的形式在一切参考系都是不变的.物体的运动方程即该参考系中的测地线方程.测地线方程与物体自身故有性质无关,只取决于时空局域几何性质.而引力正是时空局域几何性质的表现.物质质量的存在会造成时空的弯曲,在弯曲的时空中,物体仍然顺着最短距离进行运动(即沿着测地线运动——在欧氏空间中即是直线运动),如地球在太阳造成的弯曲时空中的测地线运动,实际是绕着太阳转,造成引力作用效应.正如在弯曲的地球表面上,如果以直线运动,实际是绕着地球表面的大圆走.

相同：
等效性
不同：
广义相对论：非匀速运动的参考系和引力之间是等效的
狭义相对论：相对静止或匀速运动的参考系之间是等效的
其他的什么尺缩啊,钟慢啊,时空弯曲啊,引力红移啊……都是从等效性基础上推出来的

相对论的基本假设是相对性原理,即物理定律与参照系的选择无关.狭义相对论和广义相对论的区别是,前者讨论的是匀速直线运动的参照系（惯性参照系）之间的物理定律,后者则推广到具有加速度的参照系中（非惯性系）,并在等效原理的假设下,广泛应用于引力场中.

相对论分为广义相对论和狭义相对论
广义相对论的基本概念解释：
广义相对论是爱因斯坦继狭义相对论之后,深入研究引力理论,于1913年提出的引力场的相对论理论.这一理论完全不同于牛顿的引力论,它把引力场归结为物体周围的时空弯曲,把物体受引力作用而运动,归结为物体在弯曲时空中沿短程线的自由运动.因此,广义相对论亦称时空几何动力学,即把引力归结为时空的几何特性.
如何理解广义相对论的时空弯曲呢?这里我们借用一个模型式的比拟来加以说明.假如有两个质量很大的钢球,按牛顿的看法,它们因万有引力相互吸引,将彼此接近.而爱因斯坦的广义相对论则并不认为这两个钢球间存在吸引力.它们之所以相互靠近,是由于没有钢球出现时,周围的时空犹如一张拉平的网,现在两个钢球把这张时空网压弯了,于是两个钢球就沿着弯曲的网滚到一起来了.这就相当于因时空弯曲物体沿短程线的运动.所以,爱因斯坦的广义相对论是不存在“引力”的引力理论.
进一步说,这个理论是建立在等效原理及广义协变原理这两个基本假设之上的.等效原理是从物体的惯性质量与引力质量相等这个基本事实出发,认为引力与加速系中的惯性力等效,两者原则上是无法区分的；广义协变原理,可以认为是等效原理的一种数学表示,即认为反映物理规律的一切微分方程应当在所有参考系中保持形式不变,也可以说认为一切参考系是平等的,从而打破了狭义相对论中惯性系的特殊地位,由于参考系选择的任意性而得名为广义相对论.
我们知道,牛顿的万有引力定律认为,一切有质量的物体均相互吸引,这是一种静态的超距作用.
在广义相对论中物质产生引力场的规律由爱因斯坦场方程表示,它所反映的引力作用是动态的,以光速来传递.
广义相对论是比牛顿引力论更一般的理论,牛顿引力论只是广义相对论的弱场近似.所谓弱场是指物体在引力场中的引力能远小于固有能,力场中,才显示出两者的差别,这时必须应用广义相对论才能正确处理引力问题.
广义相对论在1915年建立后,爱因斯坦就提出了可以从三个方面来检验其正确性,即所谓三大实验验证.这就是光线在太阳附近的偏折,水星近日点的进动以及光谱线在引力场中的频移,这些不久即为当时的实验观测所证实.以后又有人设计了雷达回波时间延迟实验,很快在更高精度上证实了广义相对论.60年代天文学上的一系列新发现：3K微波背景辐射、脉冲星、类星体、X射电源等新的天体物理观测都有力地支持了广义相对论,从而使人们对广义相对论的兴趣由冷转热.特别是应用广义相对论来研究天体物理和宇宙学,已成为物理学中的一个热门前沿.
爱因斯坦一直把广义相对论看作是自己一生中最重要的科学成果,他说过,“要是我没有发现狭义相对论,也会有别人发现的,问题已经成熟.但是我认为,广义相对论不一样.”确实,广义相对论比狭义相对论包含了更加深刻的思想,这一全新的引力理论至今仍是一个最美好的引力理论.没有大胆的革新精神和不屈不挠的毅力,没有敏锐的理论直觉能力和坚实的数学基础,是不可能建立起广义相对论的.伟大的科学家汤姆逊曾经把广义相对论称作为人类历史上最伟大的成就之一.
狭义相对论是建立在四维时空观上的一个理论,因此要弄清相对论的内容,要先对相对论的时空观有个大体了解.在数学上有各种多维空间,但目前为止,我们认识的物理世界只是四维,即三维空间加一维时间.现代微观物理学提到的高维空间是另一层意思,只有数学意义,在此不做讨论.
四维时空是构成真实世界的最低维度,我们的世界恰好是四维,至于高维真实空间,至少现在我们还无法感知.一把尺子在三维空间里（不含时间）转动,其长度不变,但旋转它时,它的各坐标值均发生了变化,且坐标之间是有联系的.四维时空的意义就是时间是第四维坐标,它与空间坐标是有联系的,也就是说时空是统一的,不可分割的整体,它们是一种”此消彼长”的关系.
四维时空不仅限于此,由质能关系知,质量和能量实际是一回事,质量（或能量）并不是独立的,而是与运动状态相关的,比如速度越大,质量越大.在四维时空里,质量（或能量）实际是四维动量的第四维分量,动量是描述物质运动的量,因此质量与运动状态有关就是理所当然的了.在四维时空里,动量和能量实现了统一,称为能量动量四矢.另外在四维时空里还定义了四维速度,四维加速度,四维力,电磁场方程组的四维形式等.值得一提的是,电磁场方程组的四维形式更加完美,完全统一了电和磁,电场和磁场用一个统一的电磁场张量来描述.四维时空的物理定律比三维定律要完美的多,这说明我们的世界的确是四维的.可以说至少它比牛顿力学要完美的多.至少由它的完美性,我们不能对它妄加怀疑.
相对论中,时间与空间构成了一个不可分割的整体——四维时空,能量与动量也构成了一个不可分割的整体——四维动量.这说明自然界一些看似毫不相干的量之间可能存在深刻的联系.在今后论及广义相对论时我们还会看到,时空与能量动量四矢之间也存在着深刻的联系.
物质在相互作用中作永恒的运动,没有不运动的物质,也没有无物质的运动,由于物质是在相互联系,相互作用中运动的,因此,必须在物质的相互关系中描述运动,而不可能孤立的描述运动.也就是说,运动必须有一个参考物,这个参考物就是参考系.
伽利略曾经指出,运动的船与静止的船上的运动不可区分,也就是说,当你在封闭的船舱里,与外界完全隔绝,那么即使你拥有最发达的头脑,最先进的仪器,也无从感知你的船是匀速运动,还是静止.更无从感知速度的大小,因为没有参考.比如,我们不知道我们整个宇宙的整体运动状态,因为宇宙是封闭的.爱因斯坦将其引用,作为狭义相对论的第一个基本原理：狭义相对性原理.其内容是：惯性系之间完全等价,不可区分.
著名的麦克尔逊--莫雷实验彻底否定了光的以太学说,得出了光与参考系无关的结论.也就是说,无论你站在地上,还是站在飞奔的火车上,测得的光速都是一样的.这就是狭义相对论的第二个基本原理,光速不变原理.
由这两条基本原理可以直接推导出相对论的坐标变换式,速度变换式等所有的狭义相对论内容.比如速度变幻,与传统的法则相矛盾,但实践证明是正确的,比如一辆火车速度是10m/s,一个人在车上相对车的速度也是10m/s,地面上的人看到车上的人的速度不是20m/s,而是(20-10^(-15))m/s左右.在通常情况下,这种相对论效应完全可以忽略,但在接近光速时,这种效应明显增大,比如,火车速度是0.99倍光速,人的速度也是0.99倍光速,那么地面观测者的结论不是1.98倍光速,而是0.999949倍光速.车上的人看到后面的射来的光也没有变慢,对他来说也是光速.因此,从这个意义上说,光速是不可超越的,因为无论在那个参考系,光速都是不变的.速度变换已经被粒子物理学的无数实验证明,是无可挑剔的.正因为光的这一独特性质,因此被选为四维时空的唯一标尺.

1.麦克斯韦方程组 （ Maxwell's equations ）,又译 馬克士威方程組 ,是英国物理学家詹姆斯·麦克斯韦在19世纪建立的一组描述电场、磁场与电荷密度、电流密度之间关系的偏微分方程.它由四个方程组成：描述电荷如何产生电场的高斯定律、论述磁单极子不存在的高斯磁定律、描述电流和时变电场怎样产生磁场的麦克斯韦-安培定律、描述时变磁场如何产生电场的法拉第电磁感应定律.从麦克斯韦方程组,可以推论出光波是电磁波.麦克斯韦方程组和洛伦兹力方程是经典电磁学的基础方程.从这些基础方程的相关理论,发展出现代的电力科技与电子科技.麦克斯韦1865年提出的最初形式的方程组由20个等式和20个变量组成.他在1873年尝试用四元数来表达,但未成功.现在所使用的数学形式是奥利弗·赫维赛德和约西亚·吉布斯于1884年以矢量分析的形式重新表达的.http://zh.wikipedia.org/wiki/ 麦克斯韦方程组 2 洛伦兹变换 是观测者在不同惯性参照系之间对物理量进行测量时所进行的转换关系,在数学上表现为一套方程组.洛伦兹变换因其创立者——荷兰物理学家亨德里克·洛伦兹而得名.洛伦兹变换最初用来调和19世纪建立起来的经典电动力学同牛顿力学之间的矛盾,后来成为狭义相对论中的基本方程组.http://zh.wikipedia.org/wiki/ 洛伦兹变换 3.E = mc （读作 E等于mc平方 ,亦称 质能转换公式 或 质能方程 ）是一种阐述能量（E）与质量（m）间相互关系的理论物理学公式,公式中的c是物理学中代表光速的常数.（不是动能方程） http://zh.wikipedia.org/wiki/ 质能方程 4.广义相对论 是一个关于引力的理论,它在1907年到1915年由爱因斯坦完成.根据广义相对论,物质之间的引力来自于时空的弯曲.在广义相对论出现之前的200多年间,牛顿万有引力定律被广泛接受,它成功地解释了物质之间的引力作用.牛顿的定律中,引力来自大质量物质之间的相互吸引.虽然牛顿也不知道这个力的本质,但它在描述运动时却非常成功.但是,实验和观测都显示,爱因斯坦对引力的描述能够解释多个由牛顿定律无法解释的现象,比如水星和其他行星轨道的反常的进动.广义相对论还预言了一些关于引力的显著效应,比如引力波和引力透镜,还有引力场引发的时间膨胀.很多预言都已经被实验所证实,还有一些正在探索中.比如,引力波存在的直接证据仍然没有找到,有一些科学家正在为此做实验,如LIGO和GEO 600项目.广义相对论已经成为现代天体物理学的重要工具.它提供了现在理解黑洞（一个引力强大到使光都无法逃逸的空间区域）的基础.其强大的引力也使一些天体发出强烈的辐射（比如活动星系核和X射线双星）.广义相对论也是宇宙学的大爆炸模型的一部分.然而,到现在仍然有大量的问题没有解决,其中最根本的是广义相对论如何和量子力学结合而产生一个完整一致的量子引力理论.http://zh.wikipedia.org/wiki/ 廣義相對論入門

爱因斯坦引入了引力的概念是将其等效为惯性力
解决了飞船加速时候产生加速度对时空的影响
就好像经典力学当中的惯性力一样,不是真正存在的力

对的.狭义相对论认为,所有物理规律,在惯性系中都是平等的,突出了惯性系特殊的地位.而广义相对论把这种思想更推广一些,认为不只是惯性系,所有参考系,物理规律都应该一样,这种假设是自然而然的假设.

狭义相对论：同描述这些状态变化时所参照的坐标系究竟是用两个在互相匀速移动着的坐标系中的哪一个并无关系.
广义相对论：引力改描述成因时空中的物质与能量而弯曲的时空,以取代传统对于引力是一种力的看法.

狭义相对论
狭义相对论是由爱因斯坦在洛仑兹和庞加莱等人的工作基础上创立的【时空理论】,是对牛顿时空观的拓展和修正.爱因斯坦以【光速不变原理】出发,建立了【新的时空观】.进一步,闵科夫斯基为了狭义相对论提供了严格的数学基础,从而将该理论纳入到带有闵科夫斯基度量的四维空间之几何结构中.
广义相对论
广义相对论（General Relativity‎）,是爱因斯坦于1915年以几何语言建立而成的引力理论,统合了狭义相对论和牛顿的万有引力定律,【将引力改描述成因时空中的物质与能量而弯曲的时空,以取代传统对于引力是一种力的看法】.
要系统的学习的话还是要买书看的.

很有想象力嘛..不过得纠正一下,不是时间过得越快,而是星系远离你的速度越快,可以根据引力红移得到.时间的流逝快慢是相对而言的,参考系的选取不同,时间就不一样,好比说,根据狭义相对论,人在地球上测得宇宙飞船上过的时间会比地球上过的要慢（时间膨胀效应）,但是对在飞船上的人来说,他本身主观感觉到的时间流逝快慢是和地球上的人感觉到的是一样的,而相对的,飞船上的人测得的地球上过的时间也会比飞船上的要慢.所以说,那些有关：飞船上的人活的比地球上的人时间长 的一系列言论是不正确的,你要是把这个问题想懂了,那你自己的问题也就解决了.总的来说,你的问题类似于相对论中的双生子佯论,有兴趣在百度上搜一搜.
哦,对了,还有个小问题,要纠正哦!广义相对论讲的是加速度,场；而狭义相对论讲的才是时间空间,能量,动量.
同是相对论爱好者,咱们互相帮助,共同进步吧!

双生子谬误?只有一种结果啊：由于高速运动,在飞船上的那个时间被拉长,所以当他回到地球时,他要比地球上的兄弟年轻.
你让我想到了一个问题：相对论不承认绝对参考系的存在,所以也可以看成地球上的那个人在以高速度离开飞船上的那个,所以着又会得到相反的结果.这个问题我不能解答,之后再想想.

对于一个物体来说,按照老爱的广义相对论的观点,该物体激发的引力场是存在的.平直时空确实会因为质量物体的引入而发生弯曲.具体怎么个变化详见广义相对论.

但是此时该物体是不会受万有引力的!万有引力是有心力,对于处于力场中心的该物体是不会受自己激发出来的引力场的影响的.只有引入另一个物体时,另一个物体的引力场才会使这个物体感受到引力.这和对于单个电荷没有库仑力之说是一样的.

简单来说,万有引力不可以对一个物体存在,但是引力场可以.在场中引入物体,才会有力的概念.

狭义相对论只适用于做匀速直线运动的物体,而物体的运动绝不止匀速直线运动一种,还有其他的运动形式,所以爱因斯坦为了把相对论适用于其他的运动形式,就把狭义相对论扩为广义相对论.

提起狭义相对论,很多人马上就想到钟表慢走和尺子缩短现象.许多科学幻想作品用它作题材,描写一个人坐火箭遨游太空回来以后,发现自己还很年轻,而孙子已经变成了老头.其实,钟表慢走和尺子缩短只是狭义相对论的几个结论之一,它是指物体高速运动的时候,运动物体上的时钟变慢了,尺子变短了.钟表慢走和尺子缩短现象就是时间和空间随物质运动而变化的结果.狭义相对论还有一个质量随运动速度而增加的结论.实验中发现,高速运动的电子的质量比静止的电子的质量大.
狭义相对论最重要的结论是使质量守恒失去了独立性.它和能量守恒原理融合在一起,质量和能量可以互相转化.如果物质质量是M,光速是C,它所含有的能量是E,那么E=MC^2.这个公式只说明质量是M的物体所蕴藏的全部能量,并不等于都可以释放出来,在核反应中消失的质量就按这个公式转化成能量释放出来.按这个公式,1克质量相当于9X10^3焦耳的能量.这个质能转化和守恒原理就是利用原子能的理论基础.
在狭义相对论中,虽然出现了用牛顿力学观点完全不能理解的结论：空间和时间随物质运动而变化,质量随运动而变化,质量和能量的相互转化,但是狭义相对论并不是完全和牛顿力学割裂的,当运动速度远低于光速的时候,狭义相对论的结论和牛顿力学就不会有什么区别.
爱因斯坦提出“等效原理”,即引力和惯性力是等效的.这一原理建立在引力质量与惯性质量的等价性上.根据等效原理,爱因斯坦把狭义相对性原理推广为广义相对性原理,即物理定律的形式在一切参考系都是不变的.物体的运动方程即该参考系中的测地线方程.测地线方程与物体自身固有性质无关,只取决于时空局域几何性质.而引力正是时空局域几何性质的表现.物质质量的存在会造成时空的弯曲,在弯曲的时空中,物体仍然顺着最短距离进行运动(即沿着测地线运动——在欧氏空间中即是直线运动),如地球在太阳造成的弯曲时空中的测地线运动,实际是绕着太阳转,造成引力作用效应.正如在弯曲的地球表面上,如果以直线运动,实际是绕着地球表面的大圆走.
虽然广义相对论是爱因斯坦创立的,但是它的数学基础的源头可以追溯到欧氏几何的公理和数个世纪以来为证明欧几里德第五公设（即平行线永远保持等距）所做的努力,这方面的努力在罗巴切夫斯基、Bolyai、高斯的工作中到达了顶点：他们指出欧氏第五公设是不能用前四条公设证明的.非欧几何的一般数学理论是由高斯的学生黎曼发展出来的.所以也称为黎曼几何或曲面几何,在爱因斯坦发展出广义相对论之前,人们都认为非欧几何是无法应用到真实世界中来的.

相对论分为广义相对论和狭义相对论 广义相对论的基本概念解释： 广义相对论是爱因斯坦继狭义相对论之后,深入研究引力理论,于1913年提出的引力场的相对论理论.这一理论完全不同于牛顿的引力论,它把引力场归结为物体周...

最根本的区别是：
狭义相对论研究物体在定域和惯性系内的运动；
广义相对论研究物体在非定域和非惯性系内的运动.

最好读一下相对论的历史.科学界发现光是波,于是要研究传播介质,以太,发现找不到以太,光速到处都一样,这事很让人困扰.另外一件事关于移动电荷会产生磁场.竟然移动的观察者和静止观察者看到的东西不同?这太令人惊讶了.爱因斯坦就去研究这事.
他的做法比较有趣,干脆假设光速不变,假设惯性坐标所有物理现象都一样,用这两个假设推演出时钟变慢,尺要变短,质量能量互换.然后其它科学家用各种现象去验证,却都符合,这是狭义相对论.
他继续延伸.假设重力场的所有物理现象和在加速的密闭空间里是一样的.根据这个推演出广义相对论.

广义相对论是爱因斯坦继狭义相对论之后,深入研究引力理论,于1913年提出的引力场的相对论理论.这一理论完全不同于牛顿的引力论,它把引力场归结为物体周围的时空弯曲,把物体受引力作用而运动,归结为物体在弯曲时空中沿短程线的自由运动.因此,广义相对论亦称时空几何动力学,即把引力归结为时空的几何特性.
如何理解广义相对论的时空弯曲呢?这里我们借用一个模型式的比拟来加以说明.假如有两个质量很大的钢球,按牛顿的看法,它们因万有引力相互吸引,将彼此接近.而爱因斯坦的广义相对论则并不认为这两个钢球间存在吸引力.它们之所以相互靠近,是由于没有钢球出现时,周围的时空犹如一张拉平的网,现在两个钢球把这张时空网压弯了,于是两个钢球就沿着弯曲的网滚到一起来了.这就相当于因时空弯曲物体沿短程线的运动.所以,爱因斯坦的广义相对论是不存在“引力”的引力理论.
进一步说,这个理论是建立在等效原理及广义协变原理这两个基本假设之上的.等效原理是从物体的惯性质量与引力质量相等这个基本事实出发,认为引力与加速系中的惯性力等效,两者原则上是无法区分的；广义协变原理,可以认为是等效原理的一种数学表示,即认为反映物理规律的一切微分方程应当在所有参考系中保持形式不变,也可以说认为一切参考系是平等的,从而打破了狭义相对论中惯性系的特殊地位,由于参考系选择的任意性而得名为广义相对论.
我们知道,牛顿的万有引力定律认为,一切有质量的物体均相互吸引,这是一种静态的超距作用.
在广义相对论中物质产生引力场的规律由爱因斯坦场方程表示,它所反映的引力作用是动态的,以光速来传递的.
广义相对论是比牛顿引力论更一般的理论,牛顿引力论只是广义相对论的弱场近似.所谓弱场是指物体在引力场中的引力能远小于固有能,力场中,才显示出两者的差别,这时必须应用广义相对论才能正确处理引力问题.
广义相对论在1915年建立后,爱因斯坦就提出了可以从三个方面来检验其正确性,即所谓三大实验验证.这就是光线在太阳附近的偏折,水星近日点的进动以及光谱线在引力场中的频移,这些不久即为当时的实验观测所证实.以后又有人设计了雷达回波时间延迟实验,很快在更高精度上证实了广义相对论.60年代天文学上的一系列新发现：3K微波背景辐射、脉冲星、类星体、X射电源等新的天体物理观测都有力地支持了广义相对论,从而使人们对广义相对论的兴趣由冷转热.特别是应用广义相对论来研究天体物理和宇宙学,已成为物理学中的一个热门前沿.
爱因斯坦一直把广义相对论看作是自己一生中最重要的科学成果,他说过,“要是我没有发现狭义相对论,也会有别人发现的,问题已经成熟.但是我认为,广义相对论不一样.”确实,广义相对论比狭义相对论包含了更加深刻的思想,这一全新的引力理论至今仍是一个最美好的引力理论.没有大胆的革新精神和不屈不挠的毅力,没有敏锐的理论直觉能力和坚实的数学基础,是不可能建立起广义相对论的.伟大的科学家汤姆逊曾经把广义相对论称作为人类历史上最伟大的成就之一.

重力等效加速度；
非惯性系的局部等效惯性系；
物理学公式,在非惯性系也有相同表现形式；
光走直线,空间是弯曲的.

爱因斯坦的狭义相对论要求,任何物理定律即物理公式都必须是洛伦兹协变的,但牛顿的万有引力公式F=GMm/rr不是洛伦兹协变的,一般来说,协变的方程是张量方程,爱因斯坦经过十年时间,鼓捣出了一个协变的引力场方程.

1 在广义相对论中,用来描述时空弯曲的也是场.2 在弱场情况下广义相对论最低阶近似即为牛顿引力论3 牛顿引力是线性的,符合叠加原理,也即空间一点的引力场等于所有物质单独存在时对该点的引力场之和,而广义相对论并没...

我的印象,应该是：
广义相对论是建立在黎曼几何基础上的.

●★●广义相对论是阿尔伯特·爱因斯坦于1916年发表的用几何语言描述的引力理论,它代表了现代物理学中引力理论研究的最高水平.
●★●广义相对论将经典的牛顿万有引力定律包含在狭义相对论的框架中,并在此基础上应用等效原理而建立.在广义相对论中,引力被描述为时空的一种几何属性（曲率）；而这种时空曲率与处于时空中的物质与辐射的能量-动量张量直接相联系,其联系方式即是爱因斯坦的引力场方程（一个二阶非线性偏微分方程组）.
●★●从广义相对论得到的有关预言和经典物理中的对应预言非常不相同,尤其是有关时间流逝、空间几何、自由落体的运动以及光的传播等问题,例如引力场内的时间膨胀、光的引力红移和引力时间延迟效应.广义相对论的预言至今为止已经通过了所有观测和实验的验证——虽说广义相对论并非当今描述引力的唯一理论,它却是能够与实验数据相符合的最简洁的理论.不过,仍然有一些问题至今未能解决,典型的即是如何将广义相对论和量子物理的定律统一起来,从而建立一个完备并且自洽的量子引力理论.爱因斯坦的广义相对论理论在天体物理学中有着非常重要的应用：它直接推导出某些大质量恒星会终结为一个黑洞——时空中的某些区域发生极度的扭曲以至于连光都无法逸出.有证据表明恒星质量黑洞以及超大质量黑洞是某些天体例如活动星系核和微类星体发射高强度辐射的直接成因.光线在引力场中的偏折会形成引力透镜现象,这使得人们能够观察到处于遥远位置的同一个天体的多个成像.广义相对论还预言了引力波的存在,引力波已经被间接观测所证实,而直接观测则是当今世界像激光干涉引力波天文台（LIGO）这样的引力波观测计划的目标.此外,广义相对论还是现代宇宙学的膨胀宇宙模型的理论基础.
●★● 相对论是现代物理学的理论基础之一.论述物质运动与空间时间关系的理论.20世纪初由爱因斯坦创立并和其他物理学家一起发展和完善,狭义相对论于1905年创立,广义相对论于1916年完成.19世纪末由于牛顿力学和（苏格兰数学家）麦克斯韦（1831~1879年）电磁理论趋于完善,一些物理学家认为“物理学的发展实际上已经结束”,但当人们运用伽利略变换解释光的传播等问题时, 发现一系列尖锐矛盾,对经典时空观产生疑问.爱因斯坦对这些问题,提出物理学中新的时空观,建立了可与光速相比拟的高速运动物体的规律,创立相对论.
●★●狭义相对论提出两条基本原理.（1）光速不变原理. 即在任何惯性系中, 真空中光速c都相同, 与光源及观察者的运动状况无关.（2）狭义相对性原理是物理学的基本定律乃至自然规律,对所有惯性参考系来说都相同.
●★● 广义相对论 爱因斯坦的第二种相对性理论（1916年）.该理论认为引力是由空间——时间几何（也就是,不仅考虑空间中的点之间,而是考虑在空间和时间中的点之间距离的几何）的畸变引起的,因而引力场影响时间和距离的测量. 广义相对论：爱因斯坦的基于光速对所有的观察者（而不管他们如何运动的）必须是相同的观念的理论.它将引力按照四维空间—时间的曲率来解释. 狭义相对论和万有引力定律,都只是广义相对论在特殊情况之下的特例.狭义相对论是在没有重力时的情况；而万有引力定律则是在距离近、引力小和速度慢时的情况.
●★● 爱因斯坦在1905年发表了一篇探讨光线在狭义相对论中,重力和加速度对其影响的论文,广义相对论的雏型就此开始形成.1912年,爱因斯坦发表了另外一篇论文,探讨如何将重力场用几何的语言来描述.至此,广义相对论的运动学出现了.到了1915年,爱因斯坦场方程式被发表了出来,整个广义相对论的动力学才终于完成. 1915年后,广义相对论的发展多集中在解开场方程式上,解答的物理解释以及寻求可能的实验与观测也占了很大的一部份.但因为场方程式是一个非线性偏微分方程,很难得出解来,所以在电脑开始应用在科学上之前,也只有少数的解被解出来而已.
●★●其中最著名的有三个史瓦西解(the Schwarzschild solution (1916)), the Reissner-Nordström solution and the Kerr solution. 在广义相对论的观测上,也有著许多的进展.水星的岁差是第一个证明广义相对论是正确的证据,这是在相对论出现之前就已经量测到的现象,直到广义相对论被爱因斯坦发现之后,才得到了理论的说明.第二个实验则是1919年爱丁顿在非洲趁日蚀的时候量测星光因太阳的重力场所产生的偏折,和广义相对论所预测的一模一样.这时,广义相对论的理论已被大众和大多的物理学家广泛地接受了.之后,更有许多的实验去测试广义相对论的理论,并且证实了广义相对论的正确.
●★● 另外,宇宙的膨胀也创造出了广义相对论的另一场高潮.从19 爱因斯坦解释广义相对论的手稿扉页22年开始,研究者们就发现场方程式所得出的解答会是一个膨胀中的宇宙,而爱因斯坦在那时自然也不相信宇宙会来涨缩,所以他便在场方程式中加入了一个宇宙常数来使场方程式可以解出一个稳定宇宙的解出来.但是这个解有两个问题.在理论上,一个稳定宇宙的解在数学上不是稳定.另外在观测上,1929年,哈勃发现了宇宙其实是在膨胀的,这个实验结果使得爱因斯坦放弃了宇宙常数,并宣称这是我一生最大的错误(the biggest blunder in my career). 但根据最近的一形超新星的观察,宇宙膨胀正在加速.所以宇宙常数似乎有败部复活的可能性,宇宙中存在的暗能量可能就必须用宇宙常数来解释.
●★● 简单地说,广义相对论的两个基本原理是：一,等效原理：引力与惯性力等效；二,广义相对性原理： 等效原理 所有的物理定律在任何参考系中都取相同的形式.
等效原理：分为弱等效原理和强等效原理,弱等效原理认为引力质量和惯性质量是等同的.强等效原理认为,两个空间分别受到引力和与之等大的惯性力的作用,在这两个空间中从事一切实验,都将得出同样的物理规律. 现在有不少学者在从事等效原理的论证研究,但是至少目前能够做到的精度来看,未曾从实验上证明等效原理是破缺的.
广义相对性原理
广义相对性原理：物理定律的形式在一切参考系都是不变的. 普通物理学(大学课本)中是这样描述这两个原理的： 等效原理：在处于均匀的恒定引力场影响下的惯性系,所发生的一切物理现象,可以和一个不受引力场影响的,但以恒定加速度运动的非惯性系内的物理现象完全相同. 广义相对论的相对性原理：所有非惯性系和有引力场存在的惯性系对于描述物理现象都是相对的.
广义相对论是基于狭义相对论的.如果后者被证明是错误的,整个理论的大厦都将垮塌.
质量的两种不同表述
为了理解广义相对论,我们必须明确质量在经典力学中是如何定义的. 首先,让我们思考一下质量在日常生活中代表什么.“它是重量”?事实上,我们认为质量是某种可称量的东西,正如我们是这样度量它的：我们把需要测出其质量的物体放在一架天平上.我们这样做是利用了质量的什么性质呢?是地球和被测物体相互吸引的事实.这种质量被称作“ 小球落到正在加速的地板上和落到地球上
引力质量”.我们称它为“引力的”是因为它决定了宇宙中所有星星和恒星的运行：地球和太阳间的引力质量驱使地球围绕后者作近乎圆形的环绕运动. 现在,试着在一个平面上推你的汽车.你不能否认你的汽车强烈地反抗着你要给它的加速度.这是因为你的汽车有一个非常大的质量.移动轻的物体要比移动重的物体轻松.质量也可以用另一种方式定义：“它反抗加速度”.这种质量被称作“惯性质量”. 因此我们得出这个结论：我们可以用两种方法度量质量.要么我们称它的重量（非常简单）,要么我们测量它对加速度的抵抗（使用牛顿定律）. 人们做了许多实验以测量同一物体的惯性质量和引力质量.所有的实验结果都得出同一结论：惯性质量等于引力质量. 牛顿自己意识到这种质量的等同性是由某种他的理论不能够解释的原因引起的.但他认为这一结果是一种简单的巧合.与此相反,爱因斯坦发现这种等同性中存在着一条取代牛顿理论的通道. 日常经验验证了这一等同性：两个物体（一轻一重）会以相同的速度“下落”.然而重的物体受到的地球引力比轻的大.那么为什么它不会“落”得更快呢?因为它对加速度的抵抗更强.结论是,引力场中物体的加速度与其质量无关.伽利略是第一个注意到此现象的人.重要的是你应该明白,引力场中所有的物体“以同一加速度下落”是（经典力学中）惯性质量和引力质量等同的结果. 现在我们关注一下“下落”这个表述.物体“下落”是由于地球的引力质量产生了地球的引力场.两个物体在所有相同的引力场中的加速度相同.不论是月亮的还是太阳的, 光锥
它们以相同的比率被加速.这就是说它们的速度在每秒钟内的增量相同.（加速度是速度每秒的增加值）
引力质量和惯性质量的等同性
爱因斯坦一直在寻找“引力质量与惯性质量相等”的解释.为了这个目标,他作出了被称作“等同原理”的第三假设.它说明：如果一个惯性系相对于一个伽利略系被均匀地加速,那么我们就可以通过引入相对于它的一个均匀引力场而认为它（该惯性系）是静止的. 让我们来考查一个惯性系K’,它有一个相对于伽利略系的均匀加速运动.在K 和K’周围有许多物体.此物体相对于K是静止的.因此这些物体相对于K’有一个相同的加速运动.这个加速度对所有的物体都是相同的,并且与K’相对于K的加速度方向相反.我们说过,在一个引力场中所有物体的加速度的大小都是相同的,因此其效果等同于K’是静止的并且存在一个均匀的引力场. 因此如果我们确立等同原理,物体的两种质量相等只是它的一个简单推论. 这就是为什么（质量）等同是支持等同原理的一个重要论据. 通过假定K’静止且引力场存在,我们将K’理解为一个伽利略系,（这样我们就可以）在其中研究力学规律.由此爱因斯坦确立了他的第四个原理.
●★● 爱因斯坦提出“等效原理”,即引力和惯性力是等效的.这一原理建立在引力质量与惯性质量的等价性上.根据等效原理,爱因斯坦把狭义相对性原理推广为广义相对性原理,即物理定律的形式在一切参考系都是不变的.物体的运动方程即该参考系中的测地线方程.测地线方程与物体自身固有性质无关,只取决于时空局域几何性质.而引力正是时空局域几何性质的表现.物质质量的存在会造成时空的弯曲,在弯曲的时空中,物体仍然顺着最短距离进行运动(即沿着测地线运动——在欧氏空间中即是直线运动),如地球在太阳造成的弯曲时空中的测地线运动,实际是绕着太阳转,造成引力作用效应.正如在弯曲的地球表面上,如果以直线运动,实际是绕着地球表面的大圆走. 引力是时空局域几何性质的表现.虽然广义相对论是爱因斯坦创立的,但是它的数学基础的源头可以追溯到欧氏几何的公理和数个世纪以来为证明欧几里德第五公设（即平行线永远保持等距）所做的努力,这方面的努力在罗巴切夫斯基、Bolyai、高斯的工作中到达了顶点：他们指出欧氏第五公设是不能用前四条公设证明的.非欧几何的一般数学理论是由高斯的学生黎曼发展出来的.所以也称为黎曼几何或曲面几何,在爱因斯坦发展出广义相对论之前,人们都认为非欧几何是无法应用到真实世界 光波从一个大质量物体表面出射频率发生红移
中来的.
●★● 在广义相对论中,引力的作用被“几何化”——即是说：狭义相对论的闵氏空间背景加上万有引力的物理图景在广义相对论中变成了黎曼空间背景下不受力(假设没有电磁等相互作用)的自由运动的物理图景,其动力学方程与自身质量无关而成为测地线方程： 而万有引力定律也代之以爱因斯坦场方程： R_uv-1/2*R*g_uv=κ*T_uv （Rμν-（1/2）gμνR=8GπTμν/（c*c*c*c） -gμν） 其中 G 为牛顿万有引力常数 该方程是一个以时空为自变量、以度规为因变量的带有椭圆型约束的二阶双曲型偏微分方程.它以复杂而美妙著称,但并不完美,计算时只能得到近似解.最终人们得到了真正球面对称的准确解——史瓦兹解. 加入宇宙学常数后的场方程为： R_uv-1/2*R*g_uv+∧*g_uv=κ*T_uv

晕,我刚刚给你用相对论算了半天,最后看见一句“高一题目”.
首先计算在黑洞质量
万有引力=向心力
GMm/r^2 = mv^2/r
M为黑洞质量,m星体质量,r为星体距黑洞的距离,求出M,
然后计算黑洞半径
GMm/R2 = mc2/R
M为黑洞质量,m光子质量,c光速,R黑洞半径,求出R,
注意此处光子质量必须为相对论质量（m表示）,不能是静质量（m0表示）,这个关系式百度一下就有了,打不出
1楼的没考虑必须是相对论质量,2楼的在接近光速条件下是无法考虑逃逸速度的,

大质量物体附近的时间会扭曲,这没错,但这只是说,那里的时间流逝的进程不同于远处平坦空间里的进程（比如,向黑洞坠落的标准时钟,按设计每秒对外发出一个光脉冲,但远处接收到的光脉冲间隔却大于一秒,且钟离黑洞越近,这个间隔越大——远处观测者认为黑洞附近时间的流逝变缓）,这不改变某人认为的某处的某个时刻只用一个数值就可表征的性质——时间仍是标量.

水星近日点的进动,光线在引力场中的弯曲,光谱线的引力红移,
雷达回波延迟,引力波等

广义相对论是以几何语言建立而成的引力理论,统合了狭义相对论和牛顿的万有引力定律,将引力改描述成因时空中的物质与能量而弯曲的时空,以取代传统对于引力是一种力的看法.因此,狭义相对论和万有引力定律,都只是广义相对论在特殊情况之下的特例.狭义相对论是在没有重力时的情况；而万有引力定律则是在距离近、引力小和速度慢时的情况.广义相对论一般应用在天体物理学

看过广义相对论的人都会知道,大质量的天体会使周围时空产生弯曲,当弯曲到一定程度的时候,连光线都会被吸收,时间将停止,光线经过太阳表面就会被弯曲的拉弯.这几说明太阳的引力使失控弯曲了

广义相对论把引力纳入到几何的领域,即把引力用黎曼几何的曲率张量来描述.我们都知道牛顿的引力公式是这样的：GMm/r^2=mdv/dt.
那么我们可以把左边的形式换成几何的描述,把右边的形式换成物质的张量来描述,就是G_ab=8piGT_ab.那么由这个公式我们可以给出物质对引力的分布,如果我们把宇宙的度规加进时间项,也就是曲率是随时间变化的,那么右边的物质组分也必然随时间变化.这样我们就可以得到两个方程,就是我们所熟知的弗里德曼宇宙学方程.这两个方程一个描述宇宙膨胀的速度随物质的关系,一个描述膨胀加速度随物质分布的关系.而由超新星的定标,科学家在1998年发现了光度距离与红移的关系符合宇宙加速膨胀的理论曲线,所以,我们公认宇宙现在正处在加速膨胀阶段.

解题思路：太阳绕银河系中心“黑洞”做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据万有引力等于向心力，列出方程即可以求解“黑洞”的质量．

A、B、D、太阳绕银河系中心“黑洞”做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，设太阳的质量为m、轨道半径为r、“黑洞”质量为M，有
F=F_向
F=G[Mm
r2
F_向=m
v2/r]=mω²r=m（[2π/T]）²r
因而
G[Mm
r2=m
v2/r]=mω²r=m（[2π/T]）²r=ma
从上式可以看出，要计算、“黑洞”质量，要知道周期T与轨道半径r，或者线速度v与轨道半径r，或者轨道半径r与角速度ω，或者角速度ω与线速度v；
由于太阳质量m在等式左右可以约去，故太阳质量对求银河系中心“黑洞”的质量无用处；
故A错误，B正确，D错误；
C、黑洞的逃逸速度至少为光速，故：
v＝

GM
r≥c；
故黑洞的最小质量为：M=
c2r
G，故C错误；
故选B．

点评：
本题考点： 万有引力定律及其应用．

考点点评： 本题关键抓住银河系中心“黑洞”对太阳引力提供太阳做圆周运动的向心力列式分析，由于太阳质量m在等式左右可以约去，故太阳质量对求银河系中心“黑洞”的质量无用处．

狭义相对论主要讲的是速度、时间、空间三者的关系,外加一些定理.如：光在任何参考系中,在真空中的速度都相同；在一个参考系中,物理定律都相同.
广义相对论在狭义相对论的基础上加了引力这个参量,并提出了弯曲空间、黑洞等概念.还说明,运动时,时间相对与运动的物体变快,和运动的物体长度会变短.

C ． 是一种几何效应
即空间扭曲.

引力红移的原因是：光子在引力场发射出来后,光子能量转化为引力势能,使得频率变低而产生红移：
设星体质量为M,光子从星体表面发射出来,频率为v1,沿径向到达离星体表面为r处的频率为v2,运动质量为m,规定星体表面为引力势能零点.根据能量守恒
GMm/r+hv2=hv1
而 E2=hv2 ,E2=mc^2,===>m=hv2/c^2,带入上式得
GMhv2/rc^2 + hv2=hv1
v2=v1/(1+GM/rc^2)
可见,光子到r处频率变小,产生红移.

你应该换一个例子,如果你在超音速飞机上,你行驶1.1小时地面的准时间可能才过1小时.
还有在光域参考系中光可以看成是静止的.不会出现俩个速度.
俩个参考系一定会出现俩个速度这是定理,（不同参考系）

都是爱因斯坦提出的(1905年狭义相对论,1916年广义相对论).
二者提出的前提条件是不同的,狭义相对论基于两条假设,一是所有的惯性系之间变换下,物理规律不变;二是假设光速在任何参考系下不变.广义相对论则假设物理规律在所有的参考系（包括惯性系和非惯性系）中保持不变.所以,可以说狭义相对论是广义相对论的一个特例.还有,二者不同的是狭义相对论在爱因斯坦提出之前科学家们已经有了大量研究工作,即使没有爱因斯坦也会有其他人提出来.

广义相对论是爱因斯坦继狭义相对论之后,深入研究引力理论,于1913年提出的引力场的相对论理论.这一理论完全不同于牛顿的引力论,归结为物体在弯曲时空中沿短程线的自由运动.因此,广义相对论亦称时空几何动力学,即把引力归结为时空的几何特性.如何理解广义相对论的时空弯曲呢?这里我们借用一个模型式的比拟来加以说明.假如有两个质量很大的钢球,按牛顿的看法,它们因万有引力相互吸引,将彼此接近.而爱因斯坦的广义相对论则并不认为这两个钢球间存在吸引力.它们之所以相互靠近,是由于没有钢球出现时,周围的时空犹如一张拉平的网,现在两个钢球把这张时空网压弯了,于是两个钢球就沿着弯曲的网滚到一起来了.这就相当于因时空弯曲物体沿短程线的运动.所以,爱因斯坦的广义相对论是不存在“引力”的引力理论.进一步说,这个理论是建立在等效原理及广义协变原理这两个基本假设之上的.等效原理是从物体的惯性质量与引力质量相等这个基本事实出发,认为引力与加速系中的惯性力等效,两者原则上是无法区分的；广义协变原理,可以认为是等效原理的一种数学表示,即认为反映物理规律的一切微分方程应当在所有参考系中保持形式不变,也可以说认为一切参考系是平等的,从而打破了狭义相对论中惯性系的特殊地位,由于参考系选择的任意性而得名为广义相对论在广义相对论中物质产生引力场的规律由爱因斯坦场方程表示,它所反映的引力作用是动态的,以光速来传递的.广义相对论是比牛顿引力论更一般的理论,牛顿引力论只是广义相对论的弱场近似.所谓弱场是指物体在引力场中的引力能远小于固有能,力场中,才显示出两者的差别,这时必须应用广义相对论才能正确处理引力问题.爱因斯坦一直把广义相对论看作是自己一生中最重要的科学成果,确实,广义相对论比狭义相对论包含了更加深刻的思想,这一全新的引力理论至今仍是一个最美好的引力理论.没有大胆的革新精神和不屈不挠的毅力,没有敏锐的理论直觉能力和坚实的数学基础,是不可能建立起广义相对论的.伟大的科学家汤姆逊曾经把广义相对论称作为人类历史上最伟大的成就之一.狭义相对论是建立在四维时空观上的一个理论,因此要弄清相对论的内容,要先对相对论的时空观有个大体了解.在数学上有各种多维空间,但目前为止,我们认识的物理世界只是四维,即三维空间加一维时间.现代微观物理学提到的高维空间是另一层意思,只有数学意义,在此不做讨论.四维时空是构成真实世界的最低维度.一把尺子在三维空间里（不含时间）转动,其长度不变,但旋转它时,它的各坐标值均发生了变化,且坐标之间是有联系的.四维时空的意义就是时间是第四维坐标,它与空间坐标是有联系的,也就是说时空是统一的,不可分割的整体,它们是一种”此消彼长”的关系.四维时空不仅限于此,由质能关系知,质量和能量实际是一回事,质量（或能量）并不是独立的,而是与运动状态相关的,比如速度越大,质量越大.在四维时空里,质量（或能量）实际是四维动量的第四维分量,动量是描述物质运动的量,因此质量与运动状态有关就是理所当然的了.在四维时空里,动量和能量实现了统一,称为能量动量四矢.另外在四维时空里还定义了四维速度,四维加速度,四维力,电磁场方程组的四维形式等.值得一提的是,电磁场方程组的四维形式更加完美,完全统一了电和磁,电场和磁场用一个统一的电磁场张量来描述.四维时空的物理定律比三维定律要完美的多,这说明我们的世界的确是四维的.可以说至少它比牛顿力学要完美的多.至少由它的完美性,我们不能对它妄加怀疑.相对论中,时间与空间构成了一个不可分割的整体——四维时空,能量与动量也构成了一个不可分割的整体——四维动量.这说明自然界一些看似毫不相干的量之间可能存在深刻的联系.在今后论及广义相对论时我们还会看到,时空与能量动量四矢之间也存在着深刻的联系.物质在相互作用中作永恒的运动,没有不运动的物质,也没有无物质的运动,由于物质是在相互联系,相互作用中运动的,因此,必须在物质的相互关系中描述运动,而不可能孤立的描述运动.也就是说,运动必须有一个参考物,这个参考物就是参考系.伽利略曾经指出,运动的船与静止的船上的运动不可区分.其内容是：惯性系之间完全等价,不可区分.由这两条基本原理可以直接推导出相对论的坐标变换式,速度变换式等所有的狭义相对论内容.比如速度变幻,与传统的法则相矛盾,但实践证明是正确的,比如一辆火车速度是10m/s,一个人在车上相对车的速度也是10m/s,地面上的人看到车上的人的速度不是20m/s,而是(20-10^(-15))m/s左右.在通常情况下,这种相对论效应完全可以忽略,但在接近光速时,这种效应明显增大.因此,从这个意义上说,光速是不可超越的,因为无论在那个参考系,光速都是不变的.速度变换已经被粒子物理学的无数实验证明,是无可挑剔的.正因为光的这一独特性质,因此被选为四维时空的唯一标尺

虫洞是宇宙中空间极度扭曲的区域,可以把两个离得很远的区域通过一个通道连接得很近.打个比方,在一张纸上有两个点,要把它们连起来,并且路线最短,怎么办?按平常的思维,我们肯定用线段把它们连起来,但这是平面上的最短距离,而题目中没有限制在平面上,所以我们就可以换个想法,把纸窝一下,让这两个点重合,这才是空间中真正的最短距离.虫洞就是这样,不过它只停留在理论上,没有被观测证实.如果虫洞存在,就能进行空间跃迁了.

广义相对论中守恒量是ds^2=g(ij)dx(i)dx(j)（默认相同指标求和i,j=0,1,2,3,x(0)=ct)
狭义相对论中度规张量g(ij)=diag{-1,1,1,1}（即g(00)=-1,g(11)=g(22)=g(33)=1,其余为0）时的特殊情况
另度规张量一般是坐标的函数(弯曲时空）,因此一般而言只能写成微分线元的形式（即ds,dx),狭义相对论的平直时空度规与坐标无关,才能写成s^2=-(ct)^2+x^2+y^2+z^2 .
.单纯x^2+y^2+z^2-(ct)^2这个量在广义相对论中无任何意义.

先说狭义相对论：在麦克斯韦的电磁理论中光速的描述是没有参照物的,于是爱因斯坦根据物理学家们的实验结果提出两条假设：1所有好的物理定律在不同的惯性参考系中应有相同形式,2光在不同观测者看来应有相同速度.他根据这两条假设,加上近乎完美的逻辑得到了整个狭义相对论,也就是新的物理公式的变换规律,而不是像以前那样速度相加就得到相对速度.但狭义相对论只适用于惯性参考系,我们生活的时空还有万有引力,于是爱因斯坦将其推广,并把万有引力解释为时空弯曲,就得到了在任意参考系都适用的广义相对论,但基本思想还是不变的.

爱因斯坦的第二种相对性理论（1916年）.该理论认为引力是由空间——时间几何（也就是,不仅考虑空间中的点之间,而是考虑在空间和时间中的点之间距离的几何）的畸变引起的,因而引力场影响时间和距离的测量.
　　广义相对论：爱因斯坦的基于科学定律对所有的观察者（而不管他们如何运动的）必须是相同的观念的理论.它将引力按照四维空间—时间的曲率来解释.
　　广义相对论（General Relativity‎）是爱因斯坦于1915年以几何语言建立而成的引力理论,统合了狭义相对论和牛顿的万有引力定律,将引力改描述成因时空中的物质与能量而弯曲的时空,以取代传统对于引力是一种力的看法.因此,狭义相对论和万有引力定律,都只是广义相对论在特殊情况之下的特例.狭义相对论是在没有重力时的情况；而万有引力定律则是在距离近、引力小和速度慢时的情况.
[编辑本段]背景
　　爱因斯坦在1907年发表了一篇探讨光线在狭义相对论中,重力和加速度对其影响的论文,广义相对论的雏型就此开始形成.1912年,爱因斯坦发表了另外一篇论文,探讨如何将重力场用几何的语言来描述.至此,广义相对论的运动学出现了.到了1915年,爱因斯坦场方程式被发表了出来,整个广义相对论的动力学才终于完成.
　　1915年后,广义相对论的发展多集中在解开场方程式上,解答的物理解释以及寻求可能的实验与观测也占了很大的一部份.但因为场方程式是一个非线性偏微分方程,很难得出解来,所以在电脑开始应用在科学上之前,也只有少数的解被解出来而已.其中最著名的有三个史瓦西解(the Schwarzschild solution (1916)), the Reissner-Nordström solution and the Kerr solution.
　　在广义相对论的观测上,也有著许多的进展.水星的岁差是第一个证明广义相对论是正确的证据,这是在相对论出现之前就已经量测到的现象,直到广义相对论被爱因斯坦发现之后,才得到了理论的说明.第二个实验则是1919年爱丁顿在非洲趁日蚀的时候量测星光因太阳的重力场所产生的偏折,和广义相对论所预测的一模一样.这时,广义相对论的理论已被大众和大多的物理学家广泛地接受了.之后,更有许多的实验去测试广义相对论的理论,并且证实了广义相对论的正确.
　　另外,宇宙的膨胀也创造出了广义相对论的另一场高潮.从1922年开始,研究者们就发现场方程式所得出的解答会是一个膨胀中的宇宙,而爱因斯坦在那时自然也不相信宇宙会来涨缩,所以他便在场方程式中加入了一个宇宙常数来使场方程式可以解出一个隐定宇宙的解出来.但是这个解有两个问题.在理论上,一个隐定宇宙的解在数学上不是稳定.另外在观测上,1929年,哈勃发现了宇宙其实是在膨胀的,这个实验结果使得爱因斯坦放弃了宇宙常数,并宣称这是我一生最大的错误(the biggest blunder in my career).
　　但根据最近的一形超新星的观察,宇宙膨胀正在加速.所以宇宙常数似乎有败部复活的可能性,宇宙中存在的暗能量可能就必须用宇宙常数来解释.
[编辑本段]基本假设
　　等效原理：引力和惯性力是完全等效的. 现在有学者发现引力与惯性力是不等效的.
　　广义相对性原理：物理定律的形式在一切参考系都是不变的.600千米的距离观看十倍太阳质量黑洞模拟图
　　普通物理学(大学课本)中是这样描述这两个原理的：
　　等效原理：在处于均匀的恒定引力场影响下的惯性系,所发生的一切物理现象,可以和一个不受引力场影响的,但以恒定加速度运动的非惯性系内的物理现象完全相同.
　　广义相对论的相对性原理：所有非惯性系和有引力场存在的惯性系对于描述物理现象都是等价的.
[编辑本段]广义相对论的基本概念
　　广义相对论是基于狭义相对论的.如果后者被证明是错误的,整个理论的大厦都将垮塌.
　　为了理解广义相对论,我们必须明确质量在经典力学中是如何定义的.
　　质量的两种不同表述：
　　首先,让我们思考一下质量在日常生活中代表什么.“它是重量”?事实上,我们认为质量是某种可称量的东西,正如我们是这样度量它的：我们把需要测出其质量的物体放在一架天平上.我们这样做是利用了质量的什么性质呢?是地球和被测物体相互吸引的事实.这种质量被称作“引力质量”.我们称它为“引力的”是因为它决定了宇宙中所有星星和恒星的运行：地球和太阳间的引力质量驱使地球围绕后者作近乎圆形的环绕运动.
　　现在,试着在一个平面上推你的汽车.你不能否认你的汽车强烈地反抗着你要给它的加速度.这是因为你的汽车有一个非常大的质量.移动轻的物体要比移动重的物体轻松.质量也可以用另一种方式定义：“它反抗加速度”.这种质量被称作“惯性质量”.
　　因此我们得出这个结论：我们可以用两种方法度量质量.要么我们称它的重量（非常简单）,要么我们测量它对加速度的抵抗（使用牛顿定律）.
　　人们做了许多实验以测量同一物体的惯性质量和引力质量.所有的实验结果都得出同一结论：惯性质量等于引力质量.
　　牛顿自己意识到这种质量的等同性是由某种他的理论不能够解释的原因引起的.但他认为这一结果是一种简单的巧合.与此相反,爱因斯坦发现这种等同性中存在着一条取代牛顿理论的通道.
　　日常经验验证了这一等同性：两个物体（一轻一重）会以相同的速度“下落”.然而重的物体受到的地球引力比轻的大.那么为什么它不会“落”得更快呢?因为它对加速度的抵抗更强.结论是,引力场中物体的加速度与其质量无关.伽利略是第一个注意到此现象的人.重要的是你应该明白,引力场中所有的物体“以同一速度下落”是（经典力学中）惯性质量和引力质量等同的结果.
　　现在我们关注一下“下落”这个表述.物体“下落”是由于地球的引力质量产生了地球的引力场.两个物体在所有相同的引力场中的速度相同.不论是月亮的还是太阳的,它们以相同的比率被加速.这就是说它们的速度在每秒钟内的增量相同.（加速度是速度每秒的增加值）
　　引力质量和惯性质量的等同性是爱因斯坦论据中的第三假设
　　爱因斯坦一直在寻找“引力质量与惯性质量相等”的解释.为了这个目标,他作出了被称作“等同原理”的第三假设.它说明：如果一个惯性系相对于一个伽利略系被均匀地加速,那么我们就可以通过引入相对于它的一个均匀引力场而认为它（该惯性系）是静止的.
　　让我们来考查一个惯性系K’,它有一个相对于伽利略系的均匀加速运动.在K 和K’周围有许多物体.此物体相对于K是静止的.因此这些物体相对于K’有一个相同的加速运动.这个加速度对所有的物体都是相同的,并且与K’相对于K的加速度方向相反.我们说过,在一个引力场中所有物体的加速度的大小都是相同的,因此其效果等同于K’是静止的并且存在一个均匀的引力场.
　　因此如果我们确立等同原理,两个物体的质量相等只是它的一个简单推论. 这就是为什么（质量）等同是支持等同原理的一个重要论据.
　　通过假定K’静止且引力场存在,我们将K’理解为一个伽利略系,（这样我们就可以）在其中研究力学规律.由此爱因斯坦确立了他的第四个原理.
[编辑本段]主要内容
　　爱因斯坦提出“等效原理”,即引力和惯性力是等效的.这一原理建立在引力质量与惯性质量的等价性上.根据等效原理,爱因斯坦把狭义相对性原理推广为广义相对性原理,即物理定律的形式在一切参考系都是不变的.物体的运动方程即该参考系中的测地线方程.测地线方程与物体自身固有性质无关,只取决于时空局域几何性质.而引力正是时空局域几何性质的表现.物质质量的存在会造成时空的弯曲,在弯曲的时空中,物体仍然顺着最短距离进行运动(即沿着测地线运动——在欧氏空间中即是直线运动),如地球在太阳造成的弯曲时空中的测地线运动,实际是绕着太阳转,造成引力作用效应.正如在弯曲的地球表面上,如果以直线运动,实际是绕着地球表面的大圆走.
　　引力是时空局域几何性质的表现.虽然广义相对论是爱因斯坦创立的,但是它的数学基础的源头可以追溯到欧氏几何的公理和数个世纪以来为证明欧几里德第五公设（即平行线永远保持等距）所做的努力,这方面的努力在罗巴切夫斯基、Bolyai、高斯的工作中到达了顶点：他们指出欧氏第五公设是不能用前四条公设证明的.非欧几何的一般数学理论是由高斯的学生黎曼发展出来的.所以也称为黎曼几何或曲面几何,在爱因斯坦发展出广义相对论之前,人们都认为非欧几何是无法应用到真实世界中来的.
　　在广义相对论中,引力的作用被“几何化”——即是说：狭义相对论的闵氏空间背景加上万有引力的物理图景在广义相对论中变成了黎曼空间背景下不受力(假设没有电磁等相互作用)的自由运动的物理图景,其动力学方程与自身质量无关而成为测地线方程：
　　而万有引力定律也代之以爱因斯坦场方程： R_ - fracg_ R = - 8 pi {G over c^2} T_
　　其中 G 为牛顿万有引力常数
　　该方程是一个以时空为自变量、以度规为因变量的带有椭圆型约束的二阶双曲型偏微分方程.它以复杂而美妙著称,但并不完美,计算时只能得到近似解.最终人们得到了真正球面对称的准确解——史瓦兹解.
　　加入宇宙学常数后的场方程为：
　　R_ - fracg_ R + Lambda g_= - 8 pi {G over c^2} T_
　　广义相对论的宇宙现象与科研应用
　　按照广义相对论,在局部惯性系内,不存在引力,一维时间和三维空间组成四维平坦的欧几里得空间；在任意参考系内,存在引力,引力引起时空弯曲,因而时空是四维弯曲的非欧黎曼空间.爱因斯坦找到了物质分布影响时空几何的引力场方程.时间空间的弯曲结构取决于物质能量密度、动量密度在时间空间中的分布,而时间空间的弯曲结构又反过来决定物体的运动轨道.在引力不强、时间空间弯曲很小情况下,广义相对论的预言同牛顿万有引力定律和牛顿运动定律的预言趋于一致；而引力较强、时间空间弯曲较大情况下,两者有区别.广义相对论提出以来,预言了水星近日点反常进动、光频引力红移、光线引力偏折以及雷达回波延迟,都被天文观测或实验所证实.近年来,关于脉冲双星的观测也提供了有关广义相对论预言存在引力波的有力证据.
　　广义相对论由于它被令人惊叹地证实以及其理论上的优美,很快得到人们的承认和赞赏.然而由于牛顿引力理论对于绝大部分引力现象已经足够精确,广义相对论只提供了一个极小的修正,人们在实用上并不需要它,因此,广义相对论建立以后的半个世纪,并没有受到充分重视,也没有得到迅速发展.到20世纪60年代,情况发生变化,发现强引力天体（中子星）和3K宇宙背景辐射,使广义相对论的研究蓬勃发展起来.广义相对论对于研究天体结构和演化以及宇宙的结构和演化具有重要意义.中子星的形成和结构、黑洞物理和黑洞探测、引力辐射理论和引力波探测、大爆炸宇宙学、量子引力以及大尺度时空的拓扑结构等问题的研究正在深入,广义相对论成为物理研究的重要理论基础.
[编辑本段]爱因斯坦第四假设
　　爱因斯坦的第四假设是其第一假设的推广.它可以这样表述：自然法则在所有的系中都是相同的.
　　不可否认,宣称所有系中的自然规律都是相同的比称只有在伽利略系中自然规律相同听起来更“自然”.但是我们不知道（外部）是否存在一个伽利略系.
　　这个原理被称作“广义相对论原理”
　　死亡电梯
　　让我们假想一个在摩天大楼内部自由下落的电梯,里面有一个蠢人. 这人让他的表和手绢同时落下.会发生什么呢?对于一个电梯外以地球为参照系的人来说,表、手绢、人和电梯正以完全一致的速度下落.（让我们复习一下：依据等同性原理,引力场中物体的运动不依赖于它的质量.）所以表和地板,手绢和地板,人和表,人和手绢的距离固定不变.因此对于电梯里的人而言,表和手绢将呆在他刚才扔它们的地方.
　　如果这人给他的手表或他的手绢一个特定的速度,它们将以恒定的速度沿直线运动.电梯表现得象一个伽利略系.然而,这不会永远持续下去.迟早电梯都会撞碎,电梯外的观察者将去参加一个意外事故的葬礼.
　　现在我们来做第二个理想化的试验：我们的电梯远离任何大质量的物体.比如,正在宇宙深处.我们的大蠢蛋从上次事故中逃生.他在医院呆了几年后,决定重返电梯.突然一个生物开始拖动这个电梯.经典力学告诉我们：恒力将产生恒定的加速度.（对于非常高速的情况这条规律不适用.因为一个物体的质量随速度增加而增大.在我们这个试验中我们假定它是正确的.）由此,电梯在伽利略系中将有一个加速运动.
　　我们的天才傻瓜呆在电梯里让他的手绢和手表下落.电梯外伽利略系中的人认为手表和手绢会撞到地板上.这是由于地板因其加速度而向它们（手绢和手表）撞过来.事实上,电梯外的人将会发现表和地板以及手绢和地板间的距离以相同的速率在减小.另一方面,电梯里的人会注意到他的手表和手绢有相同的加速度,他会把这归因于引力场.
　　这两种解释看起来似乎一样：一边是一个加速运动,另一边是一致的运动和引力场.
　　让我们再做一个实验来证明引力场的存在.一束光通过窗户射在对面的墙上.我们的两位观察者是这样解释的：
　　在电梯外的人告诉我们：光通过窗户以恒定的速度（当然了!）沿一条直线水平地射进电梯,照在对面的墙上.但由于电梯正在向上运动,所以光线的照射点应在此入射点稍下的位置上.
　　电梯里的人说：我们处于引力场中.由于光没有质量,它不会受引力场的影响,它会恰好落在入射点正对的点上.
　　噢!问题出现了.两个观察者的意见不一致.然而在电梯里的人犯了个错误.他说光没有质量,但光有能量,而能量有一个质量（记住一焦耳能量的质量是：M=E/C^2）因此光将有一个向地板弯曲的轨迹,正象外部的观察者所说的那样.
　　由于能量的质量极小（C^2＝300,000,000×300,000,000）,这种现象只能在非常强的引力场附近被观察到.这已经被证实：由于太阳的巨大质量,光线在靠近太阳时会发生弯曲.这个试验是爱因斯坦理论（广义相对论）的首次实证.
　　从所有这些实验中我们得出结论：通过引入一个引力场我们可以把一个加速系视为伽利略系.将其引伸,我们认为它对所有的运动都适用,不论它们是旋转的（向心力被解释为引力场）还是不均匀加速运动（对不满足黎曼（Riemann）条件的引力场通过数学方法加以转换）.你看,广义相对论与实践处处吻合.
　　上述例子取自 “L'évolution des idées en Physique” 爱因斯坦和 Leopold Infeld 著.

任何两个物体之间都存在这种吸引作用.物体之间的这种吸引作用普遍存在于宇宙万物之间,称为万有引力.又名引力相互作用或重力相互作用.在一般使用上,常亦称为重力.计算公式 万有引力是由于物体具有质量而在物体之间产生的一种相互作用

惯性系是完全等价的,因此,在同一个惯性系中,存在统一的时间,称为同时性,而相对论证明,在不同的惯性系中,却没有统一的同时性,也就是两个事件(时空点)在一个关性系内同时,在另一个惯性系内就可能不同时,这就是同时的相对性,在惯性系中,同一物理过程的时间进程是完全相同的,如果用同一物理过程来度量时间,就可在整个惯性系中得到统一的时间.在今后的广义相对论中可以知道,非惯性系中,时空是不均匀的,也就是说,在同一非惯性系中,没有统一的时间,因此不能建立统一的同时性.
相对论导出了不同惯性系之间时间进度的关系,发现运动的惯性系时间进度慢,这就是所谓的钟慢效应.可以通俗的理解为,运动的钟比静止的钟走得慢,而且,运动速度越快,钟走的越慢,接近光速时,钟就几乎停止了.
尺子的长度就是在一惯性系中"同时"得到的两个端点的坐标值的差.由于"同时"的相对性,不同惯性系中测量的长度也不同.相对论证明,在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短,这就是所谓的尺缩效应,当速度接近光速时,尺子缩成一个点.

理论上说,物体接近光速运动会产生“钟慢”和“尺缩”的效应,以光速运动时间会停止,而超光速则会发生“钟倒”和“尺胀”的效应.
虫洞是连接两个地方的一个通道,比如说宇宙,还有子宇宙,还有母宇宙,还有兄弟宇宙,这之间有一个通道,那叫虫洞.或者是在宇宙之间,遥远的那个信息跟我们的信息之间也有一个通道,沿着这个通道就叫虫洞.虫洞是一种被认为可以进行空间跳跃的类似于管道的物体,但目前只停留在理论上.

Actually,are same with the white dwarf stars and the neutron stars,the black hole are formed from the gravitational collapse of stars,usually having a great,massive,core.When stars are getting senile,their thermonuclear reactions have exhausted the central fuel (Hydrogen).Thus,they do not have enough power to undertake the huge weight of their covering.Therefore,the gravitational pull the core of the star begin collapse,until they reform into the star of small mass and high density.The star are created when huge,gigantic; gas clouds bind together due to attractive forces and form a hot core,combined from all the energy of the two gas clouds.This energy produced is so great when it first collides,that a nuclear reaction occurs and the gases within the star start to burn continuously.² The Hydrogen is the dominant gas consumed in a star.The equilibrium achieved the star in order to avoid collapsing at this point.The gravitational pull from the core of the star is equal to the gravitational pull of the gases forming a type of orbit.² however; the star could get into various stages when this equality is destroyed.The stars of small in mass will evolution as the White Dwarf.If the stars are to have a larger mass,then it may possibly be a Supernova.A black hole is one of the last options that a star may take.If the core of a star is so massive (approximately 6-8 solar masses; one solar mass being equal to the sun’s mass) ²then it is most likely that when the star’s gases are almost consumed those gases will collapse inward,forced into the core by the gravitational force laid upon them.
Compare to other wonders in the galaxy,black holes are very mysterious and special,because of their ability to make themselves invisible,thus people are unable to observe them.Even scientists are only able to surmise what their internal structures are.In that way,how do black holes hide themselves?The answer is warped space and time.According to theory,light spread along a straight line,however,the time and space will be bending under the gravitational field.In that area,light still travel between any two points,but the pathway of the light is no longer horizontal,instead it becomes bended.In other word,light want to go in a straight line,yet strong gravitational forces are pulling the light to bend itself from the original direction.
According to the general theory of relativity,the gravitational field will cause cause the space and time to be bended.When the star’s volume is really big,its gravitational field nearly does not influence to the space and time.The light can travel along a straight line in any direction.In contract,the smaller radiuses of the star will suffer huge gravitational.The gravitational pull the light along the curved track returns to the surface of stars.When the star’s radii slight as a characteristic radius (in astronomy is called Schwarzschild radius as a specific value,sometimes historically referred to as the gravitational radius),the vertical superficial launch light will be caught.At this time,the stars become black holes.They are likely the bottomless pits in the universe,once falling into seem no able to escape.The huge gravitational the light unable outward to object,thus has cut off the relation between star and outside.Therefore,the black hole is becoming invisible.³

现在的宇宙只有138亿年的年龄,而人类可观测的宇宙范围半径是470亿光年 貌似,貌似还差的有点远

你的知识迁移这点很好,但这此你想错了.引力造成的空间扭曲是有限的,太阳的引力造成的空间扭曲才能使直线传播的光发生1.74秒（1秒=1/3600度）的偏转,也就是说太阳造成的空间扭曲是很小的,至于地球就更小了.因此月球围绕地球运行绝不是空间扭曲导致的.地球的引力始终牵引着月球,就像有一根绳子拽着一样,使月球围绕地球运动.这个运动是真正的圆周运动,是在近乎平直的空间中的圆周运动,而不是扭曲空间中的直线运动.黑洞吸收光是空间扭曲导致的,你可以对比一下这两者的不同,月球运动始终与地球保持基本不变的距离（不考虑宇宙膨胀）,黑洞吸收光则是光一直向黑洞中心陷落.

时钟变慢的本质是,静系里的人感知和测量动系里的两事件的时间间隔,要比和动系保持相对静止的人感知和测量的要长.所以始终变慢并不是时钟真的变慢,只是感知和测量时间便长.当动系里的人以接近光速运行时,静系看动系里的人的每一个动作都是非常缓慢的,同样,根据相对性原理,动系看静系里的人的动作同样是非常缓慢的.这是一个陷阱,需要付出艰辛的计算和思考,才会知道时间变慢的本质,这样我们就可以把反相派的偷换概念击打得粉碎