5.4　走近广义相对论

5.5　无穷的宇宙

[学习目标]1.了解广义相对论的两个基本原理.2.初步了解广义相对论的几个结论及主要观测证据.3.了解宇宙的演化．

1．广义相对论的两条基本原理

(1)广义相对性原理：在任何参考系中(包括惯性参考系)，物理过程和规律都是相同的．

(2)等效原理：一个均匀引力场与一个做加速运动的参考系等价．

2．广义相对论的预言与证实

天体间的引力作用使时空弯曲，引力场存在时，光线弯曲、光在传播时频率变低(引力红移)，这些结论通过宇宙中观测到的一些现象(比如：行星轨道不是严格封闭的，

宇宙中的"海市蜃楼"、太阳光谱中的钠谱线的引力红移等)得到证实．

3．无穷的宇宙

关于宇宙的起源，目前比较有影响的理论是物理学家伽莫夫的宇宙大爆炸学说．该理论认为，宇宙从最初的温度极高、密度极大、体积极小开始，随着爆炸的发生，不断地向各个方向迅速膨胀．

宇宙演化的过程是：从粒子到恒星到黑洞．

一、广义相对论的两个基本原理

[导学探究]　乘电梯时，当电梯开始启动上升时，你有什么感受？如果电梯一直加速上升，你又会有什么感受？

答案　电梯启动实际上是一个加速过程，正是这个加速度使你感到被向下压，产生沉重的感觉，即出现超重．也就是说，在电梯加速上升时，好像地球对你的引力增加了，因此，我们完全可以认为，电梯这个加速参考系就相当于给你加上了一个均匀向下的引力．

[知识深化]　广义相对论的两个基本原理

1．广义相对性原理：在任何参考系中(包括惯性参考系)，物理过程和规律都是相同的．

2．等效原理：一个均匀引力场与一个做加速运动的参考系等价．