曾育盼_广义相对论与宇宙学学习感想

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曾育盼_粒子物理学习感想

曾育盼_粒子物理学习感想

《粒子物理》学习感想粒子物理:曾育盼16212299我导师是研究暗物质理论的张宏浩老师,也是《粒子物理》任课老师。

粒子物理是我们通往理论粒子物理研究的必由之路。

学习粒子物理让我对粒子物理有了一个整体的大概把握,为量子场论的学习提供了框架性的感性认识。

记得刚来中山大学上研究生时,对粒子物理只有初浅的认识和好奇的憧憬,见到一些很基本的知识也会觉得很神奇。

虽然之前也听说过夸克有颜色和和味道,但是当听到老师讲:“夸克带有色荷,就像电子带有电荷”,我还是天真地问:“那有没有像库仑定律一样的描述强相互作用的定律呢”,得到的答案自然是否定的。

其实库仑定律也只是低能下的近似而已,而且两个带电粒子之间的相互作用也不是像我之前想的那样是单纯的通过场来相吸或相斥;带电粒子间的相互作用是通过交换虚粒子来实现的。

从这个角度来看,“电子为什么不掉进质子里”这种问题就没有那么令人困惑了。

至于夸克,实验上没有见到单独的夸克,自然没有夸克间相互作用的经验公式,而且它带有三种颜色,就算是近似的公式应该也会很复杂。

当然,夸克渐近自由的性质也是很神奇的。

粒子物理中另一重要的内容是对称。

根据诺特定律,每一不变的连续性对称变换对应着一守恒量。

对称对应着守恒量,对称破缺却能产生质量,正反粒子的不对称还是现今宇宙产生的前提。

场的时空平移变换不变性对应着能量动量守恒,而洛伦兹变换不变性对应着角动量守恒。

角动量分轨道角动量与内部空间的自旋角动量,场根据自旋又可以分为标量场、矢量场、旋量场。

量子场论主要研究这三种场的性质,除了场本身的性质,场之间还有相互作用,场之间的相互作用用场之间的耦合来描述。

场的整体规范不变性对应着守恒量如电荷等,这时变换不涉及坐标。

定域规范不变性,变换与坐标相关,考虑洛伦兹变换也与坐标相关,定域规范不变性可以引入场与场的耦合就自然多了。

当然,更重要的是定域规范不变性和对称破缺的结合给出了希格斯机制,解释了质量的来源。

除了连续变换对称性,还有分立变换对称性。

从爱因斯坦到霍金的宇宙---学习心得

从爱因斯坦到霍金的宇宙---学习心得

从爱因斯坦到霍金的宇宙---学习心得从爱因斯坦到霍金的宇宙------学习心得听了赵峥教授的讲课,感觉真的获益匪浅。

他用他幽默风趣的语言讲授课程,是不是穿插一些名人轶事,这样的讲课方式深深吸引了我,让我有听下去的渴望。

下面谈谈我的一些学习心得。

首先,讲了一些关于爱因斯坦的求学生涯中的一些奇闻异事,让我更加了解了爱因斯坦的人生开端。

年轻时期的爱因斯坦受到了普朗克的很多照顾,虽然不是完全赞同爱因斯坦的所有观点,甚至有驳于自己的观点,但依然给予爱因斯坦很多帮助,可见普朗克的深明大义。

年轻的爱因斯坦发表狭义相对论时,引发了很大的争议,很多物理学家表示看不懂,不明白,对于爱因斯坦的狭义相对论持偏反对的态度,因为这是对牛顿的经典力学的挑战。

不过,虽然如此,依然有部分物理学家支持爱因斯坦的理论。

爱因斯坦提出空间和时间不是绝对的,它们和参考系的运动有关,否定了牛顿的绝对空间的说法。

爱因斯坦对于狭义相对论无法引入万有引力定律而思考,感觉到狭义相对论还不够完善,他开始进一步思考,想要进一步解释狭义相对论无法解释的现象。

其间,爱因斯坦借助黎曼几何等方面的知识,还有自己的突破性想法,创建了广义相对论,提出了扭曲的时空的说法。

广义相对论告诉我们在引力物体的近旁,空间和时间要被扭曲。

行星的轨道运动并不是由于什么引力的作用,而是由于这种时空的扭曲。

引力就是扭曲时空的表现。

牛顿的经典力学可以看成相对论的一个近似,牛顿经典力学只有在引力场很弱的情况下才适用,在地球的引力场中,牛顿经典力学已经很精确了。

但是,在中子星或黑洞附近还有宇宙演化的早期以及整个宇宙的演化过程,都必须用爱因斯坦的广义相对论,牛顿经典力学已经不再适用,而研究白矮星,用牛顿理论就足够了。

但是也不能说,哪个对或错,只是适用条件不同而已。

恒星会经历一个演化的过程,恒星会经历红巨星,白矮星,中子星,黑洞的演化过程,不过,某些恒星不一定会经历整个过程,如太阳最终只会演化为白矮星,不会成为中子星和黑洞。

探索宇宙学的心得体会

探索宇宙学的心得体会

探索宇宙学的心得体会宇宙学是一门广泛而深邃的科学,研究的对象是宇宙的起源、演化和结构等方面。

通过对宇宙各个组成部分的研究,可以推测宇宙的本质和发展规律,进而增进我们对宇宙的理解。

作为一个对宇宙学充满兴趣的人,我深入学习并亲身体会了这一学科的魅力之处。

以下是我对探索宇宙学的心得体会。

1. 宇宙的壮丽景观对于我来说,宇宙是一个巨大而神秘的存在。

通过望远镜观测宇宙,在广袤的星空中我们能够观察到银河系、星系、星云等各种天体。

它们的形状、颜色和运动给我留下了深刻的印象。

例如,大的螺旋星系呈现出优美的螺旋臂结构,小的星云则散发出绚丽多彩的光芒。

这些壮丽景观让我深深感叹宇宙的神奇和美丽。

2. 宇宙的起源和演化宇宙学帮助我们理解了宇宙的起源和演化。

大爆炸理论认为,宇宙起源于一个巨大的爆炸,自此以后就在不断膨胀。

通过分析宇宙背景辐射和天体运动,科学家们逐渐揭示了宇宙演化的规律,提出了宇宙膨胀和星系形成的理论。

这些理论的建立和验证,为我们更深入地了解宇宙的过去和现在提供了重要依据。

3. 宇宙的黑暗面除了了解宇宙的明亮面,宇宙学还揭示了宇宙的黑暗面。

暗物质和暗能量是宇宙学中一个仍然存在许多未解之谜的领域。

据观测数据显示,宇宙中只有约5%的质量是构成我们所看到的物质,而其他约95%的质量则是暗物质和暗能量。

暗物质和暗能量的存在对于解释宇宙的结构和发展至关重要,然而我们对它们的了解还非常有限。

通过进一步的研究和实验,科学家们努力揭示暗物质和暗能量的性质,以填补宇宙学上的知识空白。

4. 人类的自我定位宇宙学不仅仅是研究宇宙本身,也关乎我们人类作为宇宙的一部分的自我定位。

通过研究宇宙的规律和组成,我们能够更好地认识到人类在宇宙中的微小和渺不足道。

同时,这也激发了我们对自然界和宇宙的巨大敬畏之情。

宇宙学的发展和进步使我们能够更加深入地思考人类的存在意义、价值和未来的发展方向。

总结起来,我对探索宇宙学的心得体会是:宇宙学是一门富有挑战性和创造性的科学,通过研究宇宙的起源、演化和结构等方面,我们能够在广袤的宇宙中发现壮丽景观。

人类何以拨动宇宙的琴弦——爱因斯坦广义相对论绽放百年有感

人类何以拨动宇宙的琴弦——爱因斯坦广义相对论绽放百年有感

人类何以拨动宇宙的琴弦——爱因斯坦广义相对论绽放百年有感当代欧美思想史大家斯特龙伯格教授热情洋溢地写到“20世纪初,乔伊斯的杰作《芬尼根守灵夜》,就文字运用的精彩绝伦而言举世无双,与爱因斯坦物理学恰成双峰对峙,都难以逾越。

”1915年11月25日绽露的“引力场方程”(通称广义相对论),实为爱因斯坦奠基的现代物理学宫殿中最璀璨的明珠。

她的横空出世,把欧洲科技界,特别是天文物理数学领域自哥白尼时代激发出来的探索宇宙奥秘之热情引入到一个波澜壮阔、高潮迭起的新纪元。

正如探源博大精深中国哲学,如果不洞悉《周易》;寻找宇宙运行规律,如不明察爱因斯坦广义相对论引力理论,同样不可思议。

1905年,26岁的爱因斯坦以专利局最普通职员的身份,创立了光量子假说,解决了牛顿以来经典物理学无法解释的光电效应,(因此获得了1921年诺贝尔物理学奖);同年5月他发表论文《论动体的电动力学》,独立完整地提出狭义相对性原理,物理学史称1905年为“爱因斯坦年”。

此后,爱因斯坦倾注10年心血,孕育、催生了广义相对论理论,将其研究推向了难以超越的巅峰。

爱因斯坦还第一个肯定光的波粒二象性,奠基量子力学诸多重大科学发现。

爱因斯坦不仅是继伽利略、牛顿以来最伟大的物理学家,还是著名的国际反法西斯战士,也是人类核安全的积极推进者。

爱因斯坦是《时代周刊》1999年评选的“世纪伟人”之一。

20世纪20年代末,英国天文学家爱丁顿的实验成果(在太阳外缘发现了恒星位移大小在0.9秒到1.8秒间,这与爱因斯坦广义相对论理论的预言完全相符)鼓舞玻尔、玻恩、泡利、德布罗意、海森伯、薛定尔、狄拉克等一大批顶级科学家,众人拾柴点燃了量子力学之火,迎来了物理学的“黄金年代”:爱因斯坦殚智竭虑,志在建立描述引力和电磁力的统一场论;量子力学的日臻完善在已发现的引力、电磁力、强力(原子之间的作用力)、弱力(质子电子之间的作用力)四中力中,提出了将电磁力和弱力统一的标准模型。

广义相对论读后感

广义相对论读后感

广义相对论读后感我们都熟知广义相对论是爱因斯坦写的,里面的内容是时空观念,引力场方程,宇宙理论,引力波,黑洞,光速等等。

我认为如果狭义相对论与广义相对论结合的话,就可以推导出几何的时空观念。

比如,劳伦滋变换,如果把广义相对论中的抽象的时空观用比较现实的几何意义推导,那可以使人们真正的了解时空的意义。

霍金对广义相对论也颇有研究。

它创立了霍金辐射,但他只是对黑洞的贡献,而广义相对论从多个方面来解释黑洞,而且术语非常强硬,与霍金辐射相比,后者更为用于计算。

相对论的引力场方程,是爱因斯坦从牛顿的理解方式扩充到宇宙的方面,但宇宙不可能说是一成不变的,所以广义相对论中的引力场和牛顿的思路有很大的出处。

引力波到现在已经有人证实了,但本人觉得引力波与光波有相似的地方。

从文字上来讲,“波”都是一种离散的方式,所以光波和引力波前提下都有“波”这个概念。

今年,科学家首次发现真正的黑洞,而且观察的很仔细。

从表面上看,黑洞是黑色的,但其实黑洞内部有可能是亮的,而且可以通过黑洞到达一个无人知晓的空间,比如另一个宇宙,而且黑洞无毛也被证实。

所以本人认为黑洞是最光滑的一个格局层面。

也是导致引力无穷大的一方面。

假设,一束光从黑洞的表面穿过,那这束光将不会被吸入黑洞内部。

所以,任何事物讲究的是两面性,包括黑洞,从而言之,任何在宇宙中的物体,都逃脱不了人们的思想观念,就算是早期的宇宙,人们也能从物质的客观方面反应那些无中生有的东西。

广义相对论给人们很好的启迪,但爱因斯坦没有对整个人文思想的研究,最后还是相信上帝的存在。

广义相对论是不可以被轻易推翻的,但本人认为,狭义相对论如果在几何方面做了手脚的话,是可以给狭义相对论多出些什么的。

如果是夸克的存在,那必然有与夸克相对的反夸克,而且夸克无法用现代的技术精确的测量到的,所以就算是夸克也无法是被证实的。

回到过去,是不可能的,本人认为,因为没有从走完的一条路然后再精确无误的回到原点。

一个偏差就能使你在的时空不可逆的。

郑军辉_广义相对论与宇宙学感悟

郑军辉_广义相对论与宇宙学感悟

《广义相对论与宇宙学》感悟理论物理郑军辉16212287老师,我是理论物理系的郑军辉,导师是王志老师,现在研究方向主要是拓扑超导体那一块内容,最近以majorana费米子为主。

还是比较喜欢您这种录视频的,毕竟有时候上两节课,公式一多,还是会走神。

不过也得亏课程主要还是在下午三四节课,午睡过后还能稍微清醒一点。

广义相对论基础的话,基本就没有了。

现在主要在跟着导师做的是拓扑理论那一块问题,主要还是学习一些广相基础。

其实还是来混个学分。

平时看看老师的视频,蹭蹭室友买的老师推荐的俞允强写的《广义相对论引论》,另外那本英语书就放弃了。

在这里就主要讲一下广义相对论的发展史:从初中就开始接触着的牛顿力学,贯穿高中三年,当初刷题刷到想吐的牛顿三大定律。

其伽利略变化在低速情况下的适用性其实在小学时候就已经开始提及:典型的追及问题。

但对于高速运动而言,伽利略变化变得不再适用。

例如迈克尔逊—莫雷实验,为了测量地球相对于“以太”的运动速度而设计出来的一个实验,却得出了一个与“以太”概念完全相反的结论,即光速并没有改变。

我们利用伽利略变化来做计算时候会发现,时间差应该是,而实验测量出得时间差却为零。

而洛伦兹从这个现象引出了其洛伦兹变换,以及著名的尺缩、钟满现象。

再加上在本科时候就有过的一系列讨论:双生子悖论。

大一还是大二时候,应该是王彪老师的力学课上吧,有一章好像就是讲狭义相对论的,讲解时候就这三大现象有点晕乎乎的。

特别是双胞胎悖论,我记得当时老师的解释是:哥哥乘坐宇航器进入到高速阶段,他的时间相对于弟弟而言是变慢了,比如时间比变为1:10,那弟弟的十年后,哥哥到底是几岁?争论了好久,但老师的解释是,两个人既然已经不在同一时空限定内了,你怎么去比较具体的年龄?想比较就需要放在同片时空下,也就是让哥哥慢下来。

然而哥哥在加速和减速阶段,都需要消耗大量的时间和能量,如果彻底回到同一片时空,两人真实的相对年龄其实应该是不变的。

(有点忘记具体说法了。

宇宙讲座感悟心得体会(3篇)

宇宙讲座感悟心得体会(3篇)

第1篇近日,我有幸参加了一场关于宇宙的讲座,聆听了专家对宇宙奥秘的深入剖析。

此次讲座让我对宇宙有了更深刻的认识,也让我对生命和科学产生了浓厚的兴趣。

在此,我想分享一下自己的感悟心得。

一、宇宙的浩瀚与神秘讲座中,专家向我们介绍了宇宙的起源、演化以及人类对宇宙的认知历程。

从最初的“地心说”到“日心说”,再到现代的宇宙大爆炸理论,人类对宇宙的认知不断深入。

然而,宇宙的奥秘远不止于此,它仿佛一座无底洞,让我们在探索的过程中充满了惊奇与敬畏。

在讲座中,专家展示了大量的天文图片和数据,让我感受到了宇宙的浩瀚。

从遥远的星系到我们所在的银河系,再到地球,宇宙的规模之大令人难以想象。

在这片浩瀚的宇宙中,我们犹如尘埃般渺小,但正是这种渺小,让我们对宇宙充满了好奇和敬畏。

二、生命的奇迹与意义讲座中,专家提到了生命在宇宙中的独特性。

地球是唯一已知存在生命的星球,而生命在地球上的演化历程也充满了奇迹。

从单细胞生物到多细胞生物,再到人类,生命在地球上不断进化,形成了丰富多彩的生态系统。

通过讲座,我深刻认识到生命的宝贵和意义。

生命是宇宙中的一种奇迹,它让我们有了思考、感受和追求幸福的能力。

而人类作为地球上最高级的生命形式,更有责任去保护地球,维护生态平衡,让生命在地球上延续下去。

三、科学的力量与探索精神讲座中,专家强调了科学在探索宇宙过程中的重要作用。

从望远镜的发明到探测器的发展,再到人工智能在航天领域的应用,科学的力量不断推动着人类对宇宙的探索。

在探索宇宙的过程中,科学家们展现出了强烈的探索精神。

他们不畏艰难,勇攀科学高峰,为人类揭示了宇宙的奥秘。

正是这种探索精神,让人类在宇宙的舞台上不断前行。

四、个人感悟与启示通过这次讲座,我深刻认识到以下几点:1. 宇宙的奥秘无穷无尽,人类对宇宙的认知只是冰山一角。

在探索宇宙的过程中,我们要保持谦卑,不断学习,提升自己的科学素养。

2. 生命是宇宙中的奇迹,我们要珍惜生命,关爱地球,为生命的延续贡献力量。

学习广义相对论宇宙论的心得体会

学习广义相对论宇宙论的心得体会

学习广义相对论宇宙论的心得体会最近看完梁灿斌的微分几何与广义相对论教程中的宇宙论部分,果然比以前的学到的科普知识深了一层,下面就来写一段自己的小结体会。

先谈一下宇宙论的范围,以前总觉得好像研究宇宙中的东西就叫做宇宙论,但现在知道宇宙论研究的就是宇宙本身,如果研究其中恒星、黑洞之类的,还称不上的严格意义上宇宙论。

宇宙论有一条基本原理,就是宇宙在大尺度下是均匀与各向同性的,即使是星系(比如我们的银河系)乃至星系团,在浩瀚宇宙中也只是沧海一粟而已。

由宇宙学原理,我们可以选定各向同性参考系,并且知道宇宙的空间几何(三维)是常曲率的,因此只可能有球形、平直或者是双曲型的度规结构。

然而,我们还要考虑的宇宙四维时空结构,为此我们需要使用所谓的Robertson-Walker度规。

请注意,宇宙的时空并不是一个单纯的容器,而是与物质分布通过Einstein方程G=8πT相联系。

Einstein当年并不满意这个方程得到的动态解,特别增加了一项宇宙因子项Λ,通过求解修正的Einstein 方程G+Λg=8πT得到静态宇宙解,但遗憾的是这个解是不稳定的。

然而,关于宇宙因子Λ的讨论却是几经周折,当量子场论发现“真空不空”时就解释成了真空的能量密度,1998年的观测发现宇宙加速膨胀时又以Λ作为了主要原因。

借助于Robertson-Walker度规,可以对Einstein方程做一番复杂的推到,最后得到Friedmann方程,实际上宇宙论的讨论大都是从Friedmann方程出发的。

由Friedmann方程,我们可以得到两种极端情况,对于尘埃宇宙的能量密度ρ∝a^(-3),而辐射宇宙(极早期)则有ρ∝a^(-4),其中a是R-W度规中的尺度因子。

此外,Friedmann方程还引出了奇点问题,后来Penrose与Hawking断言了在相当宽容的条件下,奇点是不可避免的,这说明广义相对论与经典物理有着不相容的一面。

物理学家曾试图用量子力学的方法来消除奇点问题,但至今还没有公认的理论出现,幸运的是在大爆炸的Planck时间(约为10^(-34)秒)以后,广义相对论还是能够适用的。

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《广义相对论与宇宙学》学习感想
粒子物理:曾育盼16212299
我导师是研究暗物质理论的张宏浩老师,也是《广义相对论与宇宙学》任课老师。

在学这门课前我学过一点广义相对论的皮毛,学完之后感觉受益匪浅,下面我将谈谈我的学习感想。

我们知道广义相对论是狭义相对论的推广,它将狭义相对论从惯性系推广到了非惯性系,从平直空间推广到了弯曲时间。

而我也了解到量子场论是狭义相对论与量子力学的结合,老想着统一量子力学与相对论的我某一天学广义相对论时突然想到:度规可以描述时空的弯曲,量子场论中也有度规,那把弯曲时空的度规代入不就得到了弯曲时空的狭义相对论与量子力学了吗?这不就是广义相对论与量子力学的结合吗?虽然挺激动,但是隐隐觉得不会这么简单。

在第一节《广义相对论与宇宙学》课后,我向张老师请教这个问题,张老师说:对呀,这就是弯曲时空的量子场论。

我说:那这不就是广义相对论与量子力学的结合吗?老师说:但是这是半经典的,引力并没有量子化。

一语点醒梦中人。

我想起了玻尔的半经典氢原子模型,虽然是半经典的,但是物理发展上也起了重要作用。

也许这种半经典的理论也会打开一条新道路。

昨天去听施郁老师的讲座,他提了一下弯曲时空的量子场论是半经典。

我突然想:广义相对论和量子力学是不可调和,但是似乎人们默认量子力学是正确,广义相对论需要被修改(量子化),也许结果是量子力学需要被“相对化”呢!
除了教书育人,张老师还邀请知名学者梁灿彬与戴自海老师来课
上给我们做讲座。

梁老师的讲座涉及黑洞、虫洞、多维时空。

其中四维立方体的循序渐进的推演令人印象深刻。

还有关于穿越的过程,并不是像我开始想的那样是从虫洞的洞里穿过的,而是沿着洞壁穿过的。

我们平常看到虫洞的图,只有那个面(压缩掉一维)才是我们的活动区域。

而额外维也是一个神奇的东西。

戴老师讲了宇宙的起源。

其中的暗能量令我印象深刻。

我问他暗能量用什么来描述,老师说就是爱因斯坦的宇宙常数。

我震惊于这么复杂的东西原来只是用这么简洁的常数来描写。

之前我也看过爱因斯坦场方程。

也知道由它引出了宇宙学这样一门学问。

而宇宙看起来这么纷繁复杂,让人觉得宇宙学也必定是一门纷繁复杂的学问。

那么由场方程推出宇宙学方程的过程应该也是复杂的。

但是看过张老师在《广义相对论与宇宙学》课上的推导,我才发现原来宇宙学并没有那么复杂。

宇宙学方程甚至看起来有点简洁优美。

而从场方程推出水星进动、引力波、黑洞等也没有想象中的那么复杂。

一个方程可以导出这么多有趣现象,充分说明了广义相对论的强大。

总结:张老师的《广义相对论与宇宙学》课轻松幽默,收获多多:学到了知识,解决了疑惑,还更新了一些观念。

当然,由于我个人的懒惰与后期重心放到了量子场论上,对于广义相对论的学习并不是很深入,希望之后的学习可以对广义相对论与宇宙有进一步的了解。

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