对引力波理论早期历史的研究

论文摘要

引力波理论是一个非常重要的理论,其产生、发展和成熟经过了漫长的过程,多位科学家都为此做出了杰出的贡献。1776年拉普拉斯怀疑引力的瞬时传播性,并计算出引力传播速度,1865年麦克斯韦建立了电磁理论,1893年亥维赛对电磁理论和引力理论进行了类比,1905年庞加莱首次提出了引力波术语,1916年爱因斯坦论证了存在引力波。对引力波早期历史进行研究,可以理清引力波理论早期产生和发展过程中的一些具体史实,促进人们对引力波理论及其历史有更加深刻的理解和认识。本文在充分整理、研读、分析原始文献和研究文献的基础之上,运用编年史、概念分析、类比等方法,主要以拉普拉斯、麦克斯韦、亥维赛、庞加莱和爱因斯坦这五个关键人物为线索,对引力波理论早期发展的历史进行了较详尽的分析和研究。得到的主要研究结果和结论为:1.梳理了拉普拉斯首先提出了修改牛顿引力理论中的引力瞬时传播性来解释月球长期加速度问题。拉普拉斯假设引力是通过微粒传播的简化模型,计算出引力传播速度是光速的700万倍。可以说是引力波理论探索的开端。2.阐述了麦克斯韦的基本电磁理论。因为电磁理论和引力理论的公式在形式上相似,所以将引力理论与电磁理论进行类比,为建立引力波理论提供了很大的启发。3.探究了亥维赛尝试通过将引力和电磁进行类比来解释引力的论文,他在论文中得出了引力速度可能与光速相同。这是目前发现的首篇严肃讨论引力波的论文。4.论述了庞加莱首次提出引力波的术语,并且指出引力波的传播速度是光速。但庞加莱只是提出了概念性的引力波,仍未涉及到引力波的本质。5.揭示了爱因斯坦提出了现在我们所定义的引力波。爱因斯坦在完成广义相对论后论证了引力波的存在性。之前的科学家对引力波理论的研究仍局限于牛顿的引力理论框架内,而首次真正建立较完整引力波理论的科学家为爱因斯坦。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 引言
•   1.1 选题的背景与意义
•   1.2 文献综述
•   1.3 拟解决的问题
•   1.4 论文的框架结构
• 第一章 拉普拉斯探究引力速度
•   1.1 引力的起源
•     1.1.1 牛顿的万有引力理论
•     1.1.2 月球长期加速度问题
•   1.2 拉普拉斯计算的引力速度
• 第二章 麦克斯韦的电磁理论
•   2.1 简述电磁理论的建立过程
•   2.2 麦克斯韦对比引力和磁力
• 第三章 亥维赛计算引力可能以光速传播
•   3.1 解决引力问题的多种尝试
•   3.2 首篇严肃讨论引力波的论文
•     3.2.1 引力瞬时作用的非必要性
•     3.2.2 引力可能以光速传播
• 第四章 庞加莱提出引力波术语
•   4.1 物理学大厦
•     4.1.1 两朵“乌云”
•     4.1.2 长度收缩假说
•   4.2 庞加莱的相对论引力理论
•     4.2.1 庞加莱修改引力理论的原因
•     4.2.2 水星近日点进动问题
•     4.2.3 引力波术语首次被提出
•     4.2.4 概念性的引力波
• 第五章 爱因斯坦论证存在引力波
•   5.1 预言引力波存在的广义相对论
•   5.2 亚伯拉罕否认存在引力波
•   5.3 时空的涟漪——引力波
•     5.3.1 爱因斯坦第一次否认存在引力波
•     5.3.2 1916年引力波被证明存在
•     5.3.3 修正引力波理论
•   5.4 否认再承认引力波的插曲
• 结论
• 参考文献
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 杨探

导师: 邓明立

关键词: 引力波,引力场,电磁波,引力速度,拉普拉斯,庞加莱,爱因斯坦

来源: 河北师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 物理学

单位: 河北师范大学

分类号: O412.1

总页数: 79

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