词条 | 史瓦西解 |
释义 | 一、有两条理由使得史瓦西时空几何极为重要。 1、它是对太阳系中引力场的一个很好的描述。太阳本身近乎球形,其周围物质的质量很小,以至于可以被看作真空,太阳系中所有光线和行星、彗星等物体的运动轨道因而就是史瓦西弯曲时空的测地线。这些运动轨道能被计算出来,并与经过太阳附近的光线和行星近日点进动的观测值精确相符,而这些现象是牛顿引力理论所不能解释的。 2、史瓦西几何又具有普适性,因为它与恒星的类型无关,而只依赖于一个参量,即质量。太阳和相同质量中子星周围的引力场是同样的,一个相同的“点”质量也是如此。 二、随着向点状引力源的趋近,时空几何出现奇异行为。更惊奇的说,奇异性在临界距离r=2GM/c2处开始出现,这里M是中心星的质量,G是牛顿的万有引力常数,c是光速(以下将这个公式简化为r=2M),这个临界距离与引力质量成正比,对太阳质量是3公里,对100万倍太阳质量是300万公里,对地球则是1厘米。这个距离就叫做史亚西半径,它不是别的,正是按照牛顿方式计算的表面逃逸速度达到光速的星体尺度。 三、按照史瓦西解,在临界半径r=2M以内,空间和时间都丧失了自己的特征。在这个半径以外用以测量距离和时间的规则都失效了,时间趋于无限,而距离变成零。 |
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