在弯曲的时空中，行星沿什么轨迹运动

在弯曲的时空中，行星沿什么轨迹运动

在弯曲的时空中，行星沿圆周轨迹运动。弯曲时空（Flection timespace） 爱因斯坦的广义相对论认为，由于有物质的存在，物质和时间（时空）会发生弯曲，而引力场的存在实际上是造成一个时空弯曲的原因。爱因斯坦用太阳所产生的引力场使空间弯曲的理论，很好地解释了水星近日点进动中一直无法解释的43秒，以及光线经过太阳的偏折。广义相对论预言还引力红移，即在强引力场中光谱向红端移动，20年代，天文学家在天文观测中证实了这一点。加进时间维度。无论对石块、子弹还是光子，在时空中量度的曲率半径都精确地相等，其值为1光年的星级。因此，更合理的说法是，时空轨道是“直”的，而时空本身被地心引力所弯曲，不受任何其他力的抛射体将沿测地线运动（等价于说沿弯曲几何中的直线运动）。上面的例子表明时空是怎样在时间上弯曲得比在空间上厉害得多的。一旦所涉及的速度开始增大，时间曲率就变得重要。公路上凸起了一小块，只是空间曲率的一点小小不整齐，一个徒步慢行的人很难觉察到，但对一辆以120公里/小时的速度行驶的汽车来说却很危险，因为它造成时间维度上大得多的变化。阿瑟·爱丁顿（Arthur Eddington）计算出，l吨的质量放在一个半径为5米的圆中心所造成的空间曲率改变，仅仅影响圆周与直径比值（即欧几里德几何中的…的小数点后第24位。因此，要给时空造成可观的变化，就得有巨大的质量。地球表面的时空曲率半径如此之大（约1光年，即其自身半径的10亿倍）的事实说明地球的引力场，尽管给物体以98米/秒’的加速度，却是不够强的。对于地球附近的绝大多数物理实验，我们可以继续采用明可夫斯基时空和狭义相对论；欧几里德空间和牛顿力学在涉及的速度较小时也足够精确。尽管局域地看来似乎平直，我们的宇宙实际上是被物质弄弯曲了。然而，弯曲效应变得明显仅仅是在高度集中的质量附近（例如黑洞），或者是在很大的尺度上（数百万光年，例如研究对象是由数千个星系组成的团）。发现的多重类星体是弯曲时空真实性的一个最好证据。一个遥远光源发出的光线沿不同路径穿过弯曲时空，使天文学家看到同一个天体的几个像柔软的光。