李奇维通过理性的思考和深入的分析,大胆假设了两个基本原理。
第一,惯性力场和引力场在局部是等效的。
第二,所有物理定律在任何的参考系中都有相同的形式。
基于这两个原理,就可以得出非惯性系=惯性系+引力场。
因此,面对狭义相对论束手无策的非惯性系问题,就可以分解成惯性系问题。
而惯性系很简单,牛顿定律已经研究的很完美了。
剩下只要专心研究万有引力即可。
开始思维实验。
之前我们说了,假设有一艘以加速度g做加速运动的飞船。
如果有个人K,手里拿个篮球,那么他松开手,篮球就会像自由落体一样,落在飞船的地面上。
而且轨迹、速度等和在地球上完全一样。
因为这时候的飞船给人的感觉就相当于地球。
他分不清篮球受到的到底是万有引力,还是飞船给的惯性力。
好了,重点来了!
现在让我们的思想更近一步。
要是K手里拿的不是篮球,而是手电筒呢?
现在飞船继续以加速度g向上运动。
这时,K在水平方向打开了手电筒,光瞬间产生,沿着水平方向朝K正对面的墙壁运动。
那么,想象一下,此刻站在地球上的人会看到什么现象呢?
很简单。
飞船是在做加速度为g的匀加速运动,而光速又是恒定不变的。
所以水平方向和竖直方向上,光走过的距离是不一样的。
因此,地球上的人会看到光朝飞船加速度的反方向运动。
看起来就像光往下“垂”了。
即光线变成弯曲的了,而不是直线水平了。
看起来就像是一条抛物线。
大家可以在脑海里想象这个场景。
假设在一个直角坐标系上,一个小球在原点被抛出。
如果单位时间内,Y轴经过的距离比X轴大。
那么连起