互联网上最受欢迎的版本，提供对爱因斯坦广义相对论和时空曲率本质的深入理解。
今天我们系统地讲一下广义相对论。从最基本的原理开始，我们将彻底帮助您理解时空为什么会弯曲。
引力是宇宙中最基本的现象，任何两个物体之间都存在吸引
【第1课：广义相对论】
今天我们系统地讲一下广义相对论。从最基本的原理开始，我们将彻底帮助您理解时空为什么会弯曲。
引力是宇宙中最基本的现象，任何两个物体之间都存在吸引力。
无论是苹果落到地上，还是月球绕地球运行，或者地球绕太阳运行，重力都会迫使物体靠得更近。
很多人可能认为重力是由物体的质量决定的。物体的质量越大，吸引力就越大。
在牛顿理论中，你当然可以这样理解，因为牛顿力学可以很好的计算出苹果落地的时间，以及行星绕太阳运行的数据。
但事实上，重力并不是真正的力。
例如，假设有一颗卫星坠落到地面。如果重力是一种力，那么卫星应该落向地球中心。但真实的情况是：当卫星落到地面时，它的轨迹会与地球自转的方向发生偏离。
另一个例子，水星围绕太阳的轨道随着时间的推移以一定的速率改变方向。
如果重力是一种力，那么我们将能够非常准确地预测该轨迹的偏差。
但牛顿万有引力定律并不能很好地解释水星轨道偏差等现象。
所以我们可以怀疑，引力并不是一种基于质量的相互吸引的力，而是时空弯曲造成的一种幻觉。
现在想象一个宇宙，周围十几光年都没有星系，所以我们可以忽略来自其他星系的“引力”干扰。
此时你在一个封闭的盒子里，你手里拿着一个小球。此时你处于失重状态。如果松开手中的球，您会看到球漂浮在适当的位置。
然后盒子底部的一个螺旋桨被点燃，整个盒子以恒定的加速度a“向上”运动。这时，你会感觉到盒子底部有一个力把你向下拉，球就会以恒定的加速度a向盒子底部落下。
如果这个恒定加速度的值为9.81m/s，那么你在封闭的盒子里会感受到与在地球表面相同的效果。
你会感觉到盒子的底部在拉你，这个“拉力”的大小与地球表面相同。您还可以看到球朝向盒子底部的加速度与地面相同。所以你无法判断自己是静止地站在地面上还是以9.81m/s 的加速度在太空中移动。
当你在盒子里时，你可能会认为你站在地面上一动不动，所以你受到来自地球的“重力”。
但从盒子外的观察者的角度来看，你和球实际上都没有移动，盒子并不在地球上，也不受地球引力的影响。只是盒子的底部以恒定的加速度“向上”移动并击中你和球。球不见了。
现在我们关闭盒子底部的引擎，你现在又失重了！
这时候你拿一个手电筒，当你打开手电筒时，引擎再次启动，你最初将光照射到盒子右侧的中心点。
但由于盒子底部的向上加速度，您最终会看到光线落在盒子右侧中心点下方。所以你看到的光是弯曲的。
与此同时，框外还有一个人观察你的行为。从盒子外面的人的角度来看，光线不会弯曲，但盒子的底部以恒定的加速度接近光线。
那么盒子里的人是正确的，还是盒子外面的人看到的一切都是正确的。
广义相对论指出，盒子里面的人和盒子外面的人都是正确的。
由于盒子发动机的推进，盒子里的人会以为自己站在地球表面。盒子外面的人会认为盒子里面的人被底部的加速度愚弄了，因此误认为自己正在受到地球引力的影响。
这样回过头来看，我们无法区分物体的自由落体行为是由重力还是加速度引起的。所以重力可以等价于加速度。
行星的质量越大，其引力引起的等效加速度值就越大。
接下来我就分析一下为什么光的弯曲会导致时间变慢。
刚才我们说了，在宇宙深处，一个人在一个盒子里以恒定的加速度运动，会看到弯曲的光。
但盒子外面的人看到盒子里面的光是平的。
当观察相同的光线时，盒子里面的人和盒子外面的人会得到不同的结果。显然，盒子里的人观察到的光线是弯曲的，光的路径变得更长。
根据光速不变的原理，人在盒子里面和盒子外面测得的光速无论如何都是一样的。但盒子内的人却明显感觉到，那光芒变得更长了。我们知道时间等于光路除以光速。由于光速不变，光在盒子里的路径变长，所以在盒子里的时间就变长。
因此，盒子内的时间相对于盒子外来说变慢了。
如前所述，行星质量越大，等效加速度越大。
黑洞的质量很大，因此等效加速度也更大。加速度越大，光线在盒子内的弯曲程度就越大，因此光线经过的路径就越长，因此时间相对于参考系外部来说就越慢。
这就是为什么天体的质量越大，围绕它运行的时间就越慢。
苹果原本在宇宙中以匀速直线运动。当它绕地球运动时，它受到地球引力的作用。这时，我们可以将地球引力等同于苹果的加速度。由于加速度的存在，苹果原本匀速的直线运动变成了曲线。你也可以认为，苹果被加速后仍然沿着原来的路径运动，但是地球已经弯曲了周围的空间和时间，所以苹果必须在弯曲的空间和时间中运动，这看起来是一个弯曲的运动。
为了统一计算，广义相对论一般不再区分重力和加速度的等价，而是直接指出有质量的物体会使周围的时空弯曲，这实际上相当于加速度引起的曲线运动。
天体的质量越大，等效加速度越大，因此周围物体的运动轨迹越弯曲，路径越长，时间越慢。
不过这个说起来很麻烦。倒不如说，天体质量越大，周围的空间和时间就越弯曲。空间和时间越弯曲，就相当于说路径越长，时间就越长（慢）。
空间和空间可以简称为时空。于是就成了我们常听到的那句话，天体的质量越大，时空就越弯曲，时间就越慢。宇宙中质量最大的天体的命运必然会成为黑洞，所以我们常说，在黑洞的事件视界之外，时间过得很慢。
用户评论
这篇文章写的真的太棒了！用通俗易懂的方式解释了广义相对引力的核心概念，我现在总算是真正明白了时空弯曲这个词到底是什么意思。之前看那些晦涩难懂的物理学教材就头疼死了！
有9位网友表示赞同！
终于有人能把爱因斯坦的理论讲得如此清晰，以前总是觉得广义相对论很神秘，让人望而却步。这篇文就像打开了全新的大门，让我对宇宙有了更深刻的理解。
有8位网友表示赞同！
同意博主观点，很多专业科学家的语言太抽象，普通人根本无从理解，这篇文章很好的抓住了重点，用通俗易懂的例子来解释，真棒！
有6位网友表示赞同！
这篇文虽然很好地解释了广义相对论的基本概念，但对于一些更深层次的理论细节却显得浅显不足，需要进一步的学习和探索。毕竟爱因斯坦的研究可是相当深入复杂的！
有17位网友表示赞同！
我觉得这个解释还是有些偏差，时空弯曲的概念过于简单的描述可能误导了读者，广义相对论是一个极其复杂的物理理论，并非仅仅可以通过一个简单的例子就能完全理解的。
有8位网友表示赞同！
说的太对了，很多时候我们看到一些所谓的科普文章，其实并没有真正的将复杂的概念阐释清楚，反而导致了人们对科学问题的认识更加混乱，而这篇文却做到了简单易懂又不失严谨性，我很喜欢！
有20位网友表示赞同！
不过我还是更偏好一些专业的物理学书籍，那些理论的分析和解释更加深入，能够让我更全面地了解广义相对论的原理和推导过程。这篇文章适合用来入门学习，但不能作为唯一的参考依据。
有15位网友表示赞同！
我一直都很想理解爱因斯坦的思想，这篇文给了我一个很好的启蒙，让我对时空弯曲的概念有了全新的认识！希望能看到更多关于广义相对论的科普文章，让我能够更加深入地了解这个领域。
有13位网友表示赞同！
我觉得解释虽然通俗易懂，但对于一些基础物理知识的缺乏，例如引力、空间、时间等概念理解不足，可能会导致读者更加困惑。最好在开头补充一些必要的科普内容，让读者更容易理解文章的主题。
有10位网友表示赞同！
这个标题太吸引人了！我一直以来都对广义相对论很有兴趣，希望能通过这篇文了解更多关于时空弯曲的知识。不过我倒是更想了解爱因斯坦是怎么得出这一理论的，这方面的内容我希望后面能补充一些。
有18位网友表示赞同！
我觉得这篇文章总结了广义相对论的核心概念，但对于一些具体应用和实验验证方面的介绍却比较少。如果能够结合一些实际案例，比如引力透镜效应、黑洞等，能使文章更加生动有趣。
有6位网友表示赞同！
赞！科普文写得真好，让人对爱因斯坦的伟大理论有了更直观的理解。期待你以后继续分享更多关于宇宙和科学的知识！
有10位网友表示赞同！
对于我这种没有物理基础的人来说，这篇文解释的很清楚了！让我终于明白了时空弯曲的意思
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