• 来个 硬核 点 的, 谁来给出 广义相对论 时空曲率 的 定义公式


    时空曲率 的 定义公式?  嗯 ?  这是 什么?

     

    比如,   牛顿第二定律  对  力 的 定义 是  F = ma,   这是 牛顿力学 、经典物理 对 力 的 定义   。

     

    那么,   广义相对论 的   时空曲率 =  ?         这样 的 定义 和 公式 是 什么 ?

     

    我 站在 地球 上,   向 前上方 扔出一块 小石头,   石头 的 运动轨迹 是 抛物线,   于是,  广义相对论 就说 ,   时空 是 弯曲 的,  石头 沿着 时空 的 短程线 运动,  这个 短程线 是 抛物线 。

     

    那 反过来,   这个 抛物线 对应 的 时空曲率 是 多少 ?  请回答  。

     

    广义相对论 拿不出 这个 时空曲率,  只是 嘴里 嚷嚷 着 : “弯曲的, 是 弯曲的, ……   运动轨迹 是 抛物线,  时空 一定 是 弯曲 的 。”

     

    我在 《我写了 一个 偏微分 方程, 这算是 广义相对论 的 时空曲率 吗 ?》   https://www.cnblogs.com/KSongKing/p/12486464.html  里说,  老爱 是 发现了 牛顿第二定律 的 二阶微分形式  d²s / dt² = a  ,   F = ma    和  黎曼几何 短程线 变分法 最小积分条件 之间 的 关系  。

     

    但,  现在看起来,   事情 也许 不是 这个样子,    事情 也许 有点糟  。

     

    打个比方,   我们 在 三维 里 放一个 曲面,  可以 是 实物,   比如 放 半个 西瓜皮 什么的,  西瓜皮 是 一个 半球面,  我们让 这个 半个 西瓜皮 的 内部 高低不平, 起起伏伏,  这样 从 西瓜皮 边上 放一个 玻璃珠,  让 它 在 西瓜皮 里 自由 的 滚下来,   可以看到,  玻璃珠 的 路径 和 初始位置 以及 沿路 的 高低起伏 的 “地形” 有关,    这些 高低起伏 的 “地形” 就是 曲率  。

    可以看到,  玻璃珠 沿着 这些 曲率 滚动,    但是 滚过 的 路径 不一定 是 短程线   。

    也可以说,  玻璃珠 的 初速度 、初始位置 、曲面曲率(曲面形状),    决定了  玻璃珠 的 滚动 路径,   但是 这个 路径 不一定 是 短程线 。

     

    所以,  扔出的 石头 的 运动轨迹 是 抛物线,  这个 抛物线 是 受 引力(时空曲率 、时空形状) 作用 的 路径,  但 不见得 是 短程线  。

     

    可以 对 广义相对论 提出 一个 问题 :        以 扔石头 为例,   根据 抛物线 反推 出 短程线 是 抛物线 的 时空曲面(时空形状)  。

     

    这个问题 是否 暴露了 一些 逻辑问题  先不管,   至少 有一点,    这 在 数学 上 几乎 是 不可能 的 。  不信的话,   问问 陈彼方(天辩阮幼台)  。

     

    要 弄清楚 广义相对论 的 架构 很简单,   先 抛开 狭义相对论 的 时空效应,  单纯 根据 万有引力 公式  F = G M m / r ²   来 建立 一个 几何化 的 框架 就行 。  Who can ?

     

    本文 引出了 一个 数学问题,   根据 一段 初等函数 曲线 反推 短程线 是 这段 曲线 的 曲面 。 也可以表达为,  已知 一段 初等函数 曲线, 求 短程线 是 这段 曲线 的 曲面  。

    初等函数 曲线 可以是 平面 曲线,  也可以是 空间曲线  。

     

    我在 《关于 牛顿 一个晚上 搞定 最速降线》  https://www.cnblogs.com/KSongKing/p/12944582.html   里 提出了 “ 曲面上常见的三种线”” :   短程线 、最速降线 、自由降线  。

    短程线 是 曲面 上 的 2 点 间 的 最短距离线  。

    最速降线 :    对于一个 曲面,  在 曲面 上 取 2 点,  在 2 点 间 在 曲面 上 画 一条线,  让 小球 沿着 这条线 在重力下滚动,  小球 从 一个点 最快 滚动 到 另一个 点 的 那条线,   就是 曲面 的 最速降线  。

    自由降线 :    将 一个 小球 放在 曲面 上,  让 它 在 重力作用 下 滚动,  小球 滚过 的 轨迹 就是  自由降线  。

     

    请问,  广义相对论 里,  质点 在 引力场 里 的 运动轨迹  是  短程线 ?   最速降线 ?   自由降线 ?

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