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麦克斯韦方程组,为何万有引力不能被构造出满足狭义相对论协变的版本,而需要由广义相对论修正?


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既然麦克斯韦方程组满足狭义相对论协变,为何万有引力不能被构造出满足狭义相对论协变的版本,而需要由广义相对论所修正? 我们为什么不可以仿照电动力学里的麦克斯韦方程组,将万有引力相互作用直接写成洛伦兹协变的形式。这样,形式上似乎就比较统一了。究竟是引力的什么特征,导致了我们无法构造出像经典电动力学那样的满足洛伦兹协变的万有引力理论?

题主你好。如果要在四维时空下构造狭义相对论性引力,其结果注定是不自洽的。我可以很负责地告诉你,二十世纪中叶有几个很牛逼的物理学家研究过狭义相对论和万有引力,他们在四维时空里构造了标量场、矢量场、张量场等几种模型,结果要么是与实验不相符,要么是有严重矛盾。有的人还是不服,非要构造一个自洽的狭义相对论引力论,结果发现所得到的自洽结果和爱因斯坦的广义相对论没有区别!我建议题主如果有时间和精力的话,最好去翻一翻《引力论》第七章,这一章详细论述了为什么狭义相对论和万有引力不相容。顺道把课后习题做一做,做过这几道题你就不会问这种没经过计算论证的问题了。

我在这里简单将狭义相对论引力的部分结果说一下。先说矢量模型。这个模型十分类似麦克斯韦理论,但是由于引力荷的恒正性——不同于电荷是可正可负,从而导致引力辐射带走的能量是负的。这就是该模型的矛盾之处,这种矛盾很多没有受过严格理论物理训练的人是基本找不到的!此外,该模型无法解释水星近日点进动。这些硬伤足以说明矢量场模型是失败的。此外,张量场不能解释水星近日点进动,而且存在另一个更严重的不自洽:能量动量张量没有四散度为零的结论,从而导致不存在守恒律!这是很严重的问题。广义相对论就很好,它自动有能量动量张量的协变四散度为零,所以可以讨论引力场中粒子的守恒律。

这些事实说明,如果设定了四维时空中弱引力场的低速极限是牛顿万有引力定律,那么强引力理论就得考虑广义相对论——但不一定就是广义相对论。广义相对论仅仅是可能的引力论之一。和广义相对论极为相似、但是有本质差别的引力论且是广义相对论强有力竞争对手的理论叫:BD理论。这个理论存在一个标量场和一个度规场(广义相对论只有度规场)。所以题主所说的只能用广义相对论修正,这个话太满了!

狭义相对论是个什鬼东西不过是一个主观主义的典范它怎能与万有引力相提并论,相对论的糟粕垃圾太多了,比如万物都是运动的静质量m0如何确定,引力恒量G是测的两物间的吸引力,广义相对论又将恒量G引入场方程中又是什么鬼逻辑,引力恒量G在里面扮演何角色,是两球间的吸引力还是两球间的相互弯曲力呢!可以说玩相对论的人都是学术上毫无建术的庸庸碌碌之流,

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