简述广义相对论
我们知道相对论分为两类，一个是狭义相对论，一个是广义相对论。
狭义相对论大体是速度越快时间越慢，也可以说是极快的速度导致时间膨胀。
广义相对论大体是质量（引力）越大时间越慢，也可以说是物体的引力场扭曲时空。
今天我来科普一下广义相对论，我会尽量用最简单的方法讲解，鉴于今天的主题比较难，请大家全神贯注，多加思考，方便更好的理解，毕竟我在写这篇文章的时候也是花了很大的功夫。
广义相对论出自爱因斯坦在1915年发表的一篇论文，名为《广义相对论和引力理论纲要》，这篇论文同爱因斯坦1905年创立的狭义相对论不同，广义相对论涉及到了非常多的数学原理，就连当时爱因斯坦创建广义相对论的时候他还请教了一个当时很有名的数学家格罗斯曼。今天我们就来讲广义相对论中的基本原理。
在1905年提出狭义相对论之后，爱因斯坦认识到它至少在两个意义上是不完备的。首先，规定任何物理相互作用的传播速度都不能超过光速，这与牛顿的引力理论相冲突，后者认为引力在远距离物体之间瞬时发生作用。其次，狭义相对论只适用于惯性系。在接下来的十年里，爱因斯坦既希望提出一种新的引力场理论，又试图把相对论推广到加速运动。
加速运动和处于引力场无法区分
1907年年底，在为一家科学年鉴撰写论文时，他终于在概念上第一次有了重大进展。他做了一个关于自由落体的观察者如何感觉的思想实验，由此得出了这样一个原理，即加速运动和处于引力场之中在局域效应上是无法区分的。一个人在密封舱中感到脚被地板支撑着，他无法判断这是由于密封舱正在外层空间向上加速，还是因为密封舱静止于引力场中。无论是哪种情形，倘若这时他从口袋里掏出一分钱，然后松开手，这枚硬币都会以完全相同的方式落到地板上。类似地，一个在密封舱中飘浮的人也弄不清楚，此时密封舱正在自由下落，还是正悬浮于没有引力的外层空间。
为此，爱因斯坦提出了所谓的“等效原理”，以帮助他寻找一种引力理论和推广相对论。
引力质量与惯性质量
物体之间相互吸引力的大小即为引力质量。何为惯性质量呢？任何有质量的物体在加速运动的过程中都会产生惯性质量，加速度越大，惯性质量也就越大。
等效原理
1907年，那时已经是著名物理学家的爱因斯坦与居里一家外出度假。他们一起登山，在登山的途中，爱因斯坦突然抓住居里夫人的手，说：“夫人，我想出来了！居里夫人不解地看着他：“你想出来了什么？”爱因斯坦指着前面的悬崖说：“夫人，你想想，假如你从那里跳下去，会看到什么？”
其实，爱因斯坦说的从悬崖跳下去会看到什么，就是在讲等效原理。简单来说，如果你从悬崖跳下去，你就感受不到万有引力了。这就是在航天时代众所周知的失重现象。但这与著名的物理学原理有什么关系?假如你跳下去了，你失重了，感受不到万有引力了，那么你看到的物理学定律和狭义相对论里的物理学定律就完全一样。
接下来，更加关键的一点是，在自由下落的参考系中，狭义相对论是对的，在静止参考系里，有了万有引力，可是相对自由下落参考系，静止参考系是加速的。自由下落参考系里没有万有引力，而静止参考系里有万有引力。这是为什么？原来，万有引力是加速造成的。
这就是爱因斯坦在1907年登山过程中想到的等效原理，重力场与以适当加速度运动的参考系是等价的。
爱因斯坦的一个思想实验：在自由下落的参考系里，我看到的现象就是狭义相对论中的现象。这就意味着，与我一起下落的人及任何其他物体，不是与我相对静止的，就是相对我来说以匀速运动的。或者可以说，在静止参考系中，任何两个物体的加速度都是一样的。有人会说，这有什么稀奇的，伽利略不是早就指出这一点了吗？说的是没错，但是大家进一步想一想，根据牛顿万有引力定律，地球对一个物体产生的重力，与这个物体的引力质量成正比，同时，根据牛顿第二定律，一个物体的加速度与力成正比，与惯性质量成反比。现在，假如所有物体在重力中的加速度都是一样的，那就要求分母上的惯性质量和分子上的引力质量完全抵消。换句话说，对所有物体来说，引力质量要完全等于惯性质量。
时空扭曲、光线弯曲
等效原理的一个后果便是，引力会使光线弯曲。我们很容易用密封舱的思想实验来说明这一点。想象此时密封舱正在加速向上运动，一束光通过墙上的一个洞射进来。当这束光到达对面墙壁的时候，它已经离地板近了一些，因为在这段时间里密封舱已经向上移动了一段距离。如果画出光通过密封舱的路径，那么它将因密封舱的向上加速而是弯曲的。等效原理说，不论密封舱是加速向上还是静止于引力场中，这一效应都是相同的。因此，光线在通过引力场时会发生弯曲，我们也可以说是引力场使光线弯曲或者称之为空间扭曲。
想象一下，一个蹦床网，中间放着一个保龄球。自然地，球的重量会使蹦床网下沉。现在，考虑一个沿着弧形网表面运动的小弹球。这个小弹球不会沿着直线运动，而是在保龄球引起的凹陷周围的环形轨道上行进。根据牛顿的说法，人们可以想象一种无形的“力”作用在保龄球和小弹球之间。然而，根据爱因斯坦的说法，更简单的解释是保龄球引起的网表面的扭曲使小弹球在圆周上运动。现在让我们想象，这个球实际上是我们的太阳，小弹球是地球，蹦床网是时空。我们忽然认识到，“重力”根本不是力，而是质量(太阳)或能量存在所引起的时空弯曲，也可以说是物体的引力场导致扭曲时空。用一句很有名的话就是:物质告诉时空如何弯曲，弯曲的时空告诉物质如何运动。在广义相对论的描述中，引力的本质不再是一种力，而应该称其为是一种几何效应，引力的本质即为时空的弯曲。时空即为时间和空间，也就是说在引力的作用下，时间和空间被扭曲拉长了。时间被扭曲拉长之后自然就会变慢，所以说引力质量会导致时间变慢，引力质量越大，时间的流逝速度就越慢。同样的，由于引力质量等效于惯性质量，所以物体的加速度越快，时空弯曲效应也就越明显，物体的时间流逝速度也就越慢。
那么，一个物体在弯曲的时空中是怎样运动的呢？很简单，在每一个时间和空间点，这个物体的运动方式就是自由下落。比如，一颗卫星就在地球的重力场中不断地自由下落。只不过在爱因斯坦的弯曲时空中，我们用时间和空间的弯曲本身来解释物体是如何运动的。
好了，广义相对论的基本原理我已经介绍完，另外广义相对论有许多非常深奥的大学数学原理我也不太了解，就不和大家多多介绍讲解了。广义相对论是这个世界上最难理解的理论之一，我也只是有时粗浅的读了读有关它的一些文章或资料等和看了一些科普讲解视频，然后再把学到的这些知识总结起来分享给大家。
