爱因斯坦的相对论包括狭义相对论和广义相对论,它们分别描述了没有引力作用的时空和包含引力作用的时空。以下是一些关键的相对论公式:
狭义相对论公式
质速关系:
$$
E = mc^2
$$
这个公式描述了质量和能量之间的等价关系,即质量可以转化为能量,能量也可以转化为质量。
洛伦兹变换:
时间膨胀:
$$
t' = \frac{t}{\sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}}}
$$
长度收缩:
$$
L' = L \sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}}
$$
质速关系:
$$
E = mc \sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}}
$$
广义相对论公式
爱因斯坦场方程:
$$
R_{\mu
u} - \frac{1}{2} R g_{\mu
u} = \frac{8 \pi G}{c^4} T_{\mu
u}
$$
这个方程描述了引力场与时空的几何结构之间的关系。
引力红移公式:
$$
z = \sqrt{\frac{1 + \frac{v}{c}}{1 - \frac{v}{c}}}
$$
宇宙临界密度公式:
$$
\rho_c = \frac{3 H^2}{8 \pi G}
$$
这些公式构成了爱因斯坦相对论的核心内容,揭示了物质、能量、时间和空间之间的深刻关系,并对物理学、宇宙学和技术的发展产生了深远的影响。