【相对论与引力】时空间隔为不同惯性观察者提供共同不变量

狭义相对论以惯性系等价和真空光速不变为基础。不同惯性观察者对同时性的判断可能不同。同时性的相对性依赖事件的空间分离。时间膨胀使相对运动时钟的比较呈现差异。长度收缩发生在相对运动方向的长度比较中。长度收缩并不意味着物体受到机械挤压。固有时间沿物体自身世界线积累。

相同质量黑洞远处的引力可接近其他球形天体。引力时间延迟会影响光信号往返所需的时间。卫星导航系统需要考虑相对论引起的时钟差异。宇宙膨胀不是普通爆炸碎片穿过静止空间。宇宙学红移与空间尺度因子的变化有关。可观测宇宙受到光传播时间和宇宙历史限制。超光速表观运动不一定意味着局部运动超光速。相对论保持因果结构而非允许任意时间旅行。

世界线表示物体在时空中的运动历史。时空间隔为不同惯性观察者提供共同不变量。洛伦兹变换联系不同惯性系的时空坐标。低速极限下洛伦兹变换近似伽利略变换。速度合成不能在高速条件下简单算术相加。有静质量粒子无法通过有限能量加速到光速。光子没有静质量但携带能量与动量。能量增加不一定意味着粒子静质量发生变化。

双黑洞并合能够产生可探测的引力波信号。黑洞事件视界界定无法向外发送信号的区域。事件视界不是由普通固体材料构成的表面。史瓦西半径与非旋转黑洞的质量成正比。旋转黑洞具有比简单球对称模型更复杂的结构。黑洞附近的吸积物质可以产生强烈辐射。黑洞不会无条件吸入所有附近的物体。