相对论

关于时空和引力的物理学理论
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相对论（英文名：Theory of relativity）是关于时空和引力的理论，主要由阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）创立，通常包括阿尔伯特·爱因斯坦提出并于1905年和1915年分别发布的两个相互关联的物理理论：狭义相对论和广义相对论。 在没有重力的情况下，狭义相对论适用于所有物理现象。广义相对论解释了引力定律及其与自然力的关系。它适用于宇宙学和天体物理领域，包括天文学。[16][17]
狭义相对论（special relativity），主要是由爱因斯坦于1905年创立的一个应用在惯性参考系下的时空理论，是对牛顿（Newton）时空观的拓展和修正。[7][8][9]广义相对论（General Relativity）是描述物质间引力相互作用的物理理论，它不仅是狭义相对论的推广，其对引力的全新描述和牛顿引力理论有本质的不同。[18][19]
狭义相对论的基本假设是和旧时空观念矛盾的，旧时空观念是从低速力学想象中总结、归纳出来的，集中反映在关于惯性系间的伽利略变换中。[20]实际区别于牛顿的绝对时空观，狭义相对论将时间和空间与观测者视为一个不可分割的整体。[8][21]在广义相对论中，引力作用被表现为一种几何效应，即时空的弯曲，其包含的两大核心思想为等效原理，并以此为基础发展出了爱因斯坦场方程。[22]实际上除了广义相对论，其他的相对论性的近代物理理论如狭义相对论力学、狭义相对论量子力学、狭义相对论量子电动力学、狭义相对论性的粒子物理理论等都是四维平直时空中的动力学理论，即其动力学方程在洛伦兹变换下保持形式不变。[4]
相对论引入的概念，包括时空、同时性之相对性、运动学、重力时间膨胀和洛伦兹收缩。[23][24][5][4]该理论改变了理论物理学和天文学，是近代物理学的一大支柱，预言了牛顿经典物理学所没有的一些新效应（相对论效应），如时间膨胀、横向多普勒频移、长度收缩、质速关系、质能关系等。[5][4][25]
相对论还预言了质能方程E=mc²，解释了基本粒子及其基本相互作用，为核能的利用提供了理论基础，开启了核时代。[26][27][28]相对论使宇宙学和天体物理学预测到了一些的天文现象，比如中子星、黑洞和引力波，为人类揭示了宇宙的起源和演化。[5][27]这些预言已经得到了许多高精度实验的证实，这进一步证明了相对论的正确性。[27]