相對論史 -- AI 偵探風格#
以「推理探案」的方式,追查相對論從 Maxwell 電磁理論到今日重力波天文學的每一步: 前因是什麼?線索在哪裡?推理如何展開?後果又如何改變了整個物理與宇宙觀?
案件卷宗(歷史年表)#
前奏:電磁學的危機(1865–1904)#
| 年份 | 事件 | 檔案 |
|---|---|---|
| 1865 | Maxwell 統一電磁理論,預言光速 \(c = 1/\\sqrt{\\mu_0\\epsilon_0}\) | 1865-Maxwell電磁理論.md |
| 1887 | Michelson–Morley 實驗找不到乙太 | 1887-MichelsonMorley實驗.md |
| 1892 | FitzGerald–Lorentz 提出收縮假說挽救乙太 | 1892-LorentzFitzGerald收縮.md |
| 1904 | Lorentz 完成變換方程,Poincaré 命名 Lorentz 變換 | 1904-Lorentz變換.md |
狹義相對論(1905–1908)#
| 年份 | 事件 | 檔案 |
|---|---|---|
| 1905 | Einstein 發表狹義相對論「論動體的電動力學」 | 1905-狹義相對論.md |
| 1905 | Einstein 提出質能等價 \(E = mc^2\) | 1905-質能等價.md |
| 1907 | Einstein 的「最快樂的思想」提出等效原理 | 1907-等效原理.md |
| 1908 | Minkowski 提出四維時空 \(ds^2 = -c^2dt^2 + dx^2 + dy^2 + dz^2\) | 1908-Minkowski時空.md |
廣義相對論(1915–1919)#
| 年份 | 事件 | 檔案 |
|---|---|---|
| 1915 | Einstein 提出廣義相對論場方程 \(G_{\\mu\\nu} = 8\\pi T_{\\mu\\nu}\) ,解釋水星近日點進動 | 1915-廣義相對論場方程.md |
| 1916 | Schwarzschild 求出第一個精確解,預言黑洞 | 1916-Schwarzschild解.md |
| 1916 | Einstein 預言重力波 | 1916-重力波預言.md |
| 1919 | Eddington 日食實驗證實光線被太陽彎曲 | 1919-Eddington日食實驗.md |
宇宙學(1922–1998)#
| 年份 | 事件 | 檔案 |
|---|---|---|
| 1922 | Friedmann 求出膨脹宇宙解 | 1922-Friedmann膨脹宇宙.md |
| 1929 | Hubble 發現宇宙膨脹 \(v = H_0 d\) | 1929-Hubble定律.md |
| 1963 | Kerr 求出旋轉黑洞解;類星體的發現 | 1963-Kerr黑洞解.md |
| 1965 | Penzias 與 Wilson 發現宇宙微波背景(CMB) | 1965-宇宙微波背景.md |
| 1998 | 兩團隊發現宇宙加速膨脹(暗能量) | 1998-暗能量加速膨脹.md |
重力波天文學(1974–至今)#
| 年份 | 事件 | 檔案 |
|---|---|---|
| 1974 | Hulse 與 Taylor 發現雙脈衝星,間接證實重力波 | 1974-HulseTaylor雙脈衝星.md |
| 2015 | LIGO 首次直接偵測重力波 GW150914 | 2015-LIGO重力波偵測.md |
| 2019 | 事件視界望遠鏡(EHT)拍下首張黑洞影像 | 2019-EHT黑洞影像.md |
| 2023 | NANOGrav 發現奈赫茲重力波背景 | 2023-NANOGrav重力波背景.md |
相關應用補遺#
| 年份 | 事件 | 檔案 |
|---|---|---|
| 1970s | GPS 衛星必須修正相對論效應(狹義 + 廣義) | 1970s-GPS相對論修正.md |
關鍵人物年表#
| 年代 | 人物 | 貢獻 |
|---|---|---|
| 1865 | James Clerk Maxwell | 電磁理論、光速 |
| 1887 | Michelson / Morley | 乙太漂移實驗 |
| 1892 | FitzGerald / Lorentz | 收縮假說 |
| 1904 | Lorentz / Poincaré | Lorentz 變換 |
| 1905 | Albert Einstein | 狹義相對論、質能等價 |
| 1907 | Einstein | 等效原理 |
| 1908 | Hermann Minkowski | 四維時空 |
| 1915 | Einstein | 廣義相對論場方程 |
| 1916 | Karl Schwarzschild | Schwarzschild 解 |
| 1916 | Einstein | 重力波預言 |
| 1919 | Arthur Eddington | 日食觀測驗證 |
| 1922 | Alexander Friedmann | 膨脹宇宙解 |
| 1929 | Edwin Hubble | 宇宙膨脹 |
| 1963 | Roy Kerr | Kerr 解 |
| 1965 | Penzias / Wilson | 宇宙微波背景 |
| 1974 | Hulse / Taylor | 雙脈衝星 |
| 1998 | Perlmutter / Schmidt / Riess | 暗能量 |
| 2015 | LIGO 團隊 | 重力波偵測 |
| 2019 | EHT 團隊 | 黑洞影像 |