题目

光线沿曲线传播?
为什么光线在宇宙中传播会是曲线的?

提问时间：2020-12-21

答案

光在宇宙中沿曲线传播是广义相对论的一个问题,也就是说引力场本身会导致光线弯曲.爱因斯坦当时就是因为根据广义相对论推测宇宙远处的星光经过太阳会偏某个角度而在20世纪初被一群科学家组织观察两个地方的日食所证实,因此广义相对论才轰动全球.简单地可以这样理解,当你处在一个宇宙中封闭而加速上升的电梯里面,和你处在一个地面上不动的电梯（也就是处于地球的引力场内）里面时,你是无法判断你到底是在引力场内还是因为加速.所以,光经过太阳或者某些引力场,就像电梯两头有两个洞,光穿过去后,在电梯外面的人（没有任何引力场和加速）看来光是直线传播,而电梯内（或者引力场内效果一样）的人看来光向下弯曲了（即从电梯左边进来,但不是在右边同样高度,而是稍微偏下一点）.这也是爱因斯坦的广义相对论的假设之一.被称为定域等效原理,或者说惯性质量和引力质量是相等的.其实这里的曲线不是任意的,就像你行走在地球上的赤道（最大圆的线）,以为自己走的是一条直线,而其实是一条弯曲的线,这条线被称为测地线.