相对论
欢迎回来。
在文章的开始，请先容我缅怀前不久去世的史蒂芬·霍金，缅怀他为学术界作出的贡献以及与命运抗争的意志。
朝闻道，夕死可矣。来吧，让我们也直面相对论之道。
在前文中，我们对相对论的定义以及“时间膨胀”、“空间收缩”有了一定的了解。那么接下来我将为大家简单说明“光速不可超越”以及“引力与时空弯曲”。
我们都知道光速C大概是每秒三十万公里，相信也有很多人知道，根据相对论，真空中光速不变，而且没有任何物体的速度可以超越光速。
也行你会觉得很奇怪，如果我们坐在高速飞行的宇宙飞船上，然后打开手电筒，那么这时手电筒射出的光难道不是超过了光速吗？
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我们之所以会这样想，是因为传统的速度观念在我们脑海中根深蒂固，我们理所当然的认为V1+V2=V总，因此会认为C+V＞C。然而这样简单的速度合成其实并不适用于高速物体。
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那如果你以光速飞行，在你旁边有一道光与你平行。请问在你眼中，这道光的速度是多少呢？
这涉及到相对速度u，而相对速度可以上面的速度合成公式中推导出来，如下：
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根据这个公式，答案就很简单——别说平行飞，就是你在光的面前斜着飞、竖着飞、躺着飞、反着飞，在你眼中光的速度仍然是C。
到这里应该还蛮轻松的吧。
不过我还是想做一点补充：关于“光速不可超越”，其实更加准确地说，是没有任何能量和信息的传播速度能够超越光速。
如果没有这个条件，其实超光速很简单——在星空下你原地旋转一圈，那么对你来说，一颗遥远的星体就是“超光速”的；或者你朝月球晃动开着的手电筒，月球上的投影也很容易“超光速”。但是很遗憾，到目前为止，所以这些“超光速”的方式都不能真正地传递信息或能量，因此“光速不可超越”并没有被推翻。
不谈光速的问题了。接下来，请让我为各位介绍一下广义相对论中的重力（引力）。
重力是什么？你想了想，表示重力我是知道的，不就是有一天牛顿被掉下来的苹果砸中了头，然后突然发现的东西吗？
呃，其实是这样的……物体由于地球的吸引而受到的力叫重力，重力是引力的一种。万有引力的确是牛顿发现的，但是他被苹果砸了头只是后人的想象，并非确有其事。
牛顿说：质量产生引力，引力即物体之间相互吸引的力，万物都是如此。
爱因斯坦说：牛顿说的有问题啊。如果引力是由质量产生的，那假如太阳瞬间消失，其引力应该也会瞬间消失，地球就会瞬间飞出太阳系（就像玩溜溜球时绳子断掉一样）。可是光速是不可超越的，引力的作用也应该受制于光速——就算太阳瞬间消失，地球也只会在八分钟之后才飞出太阳系（地球和太阳之间的距离是1.5亿千米）。
因此爱因斯坦认为，引力不是物体之间相互吸引的力，而是别的什么东西。
看到这里，你也许会大吃一惊——爱因斯坦是不是疯了？人人都知道重力，爱因斯坦却说它不是一种力，那它难道是假的吗？这也太不符合常识了吧。
确实不合常识，但是在广义相对论中，引力不是力，而是来自质量对时空的弯曲。
什么叫质量对时空的弯曲？
很简单，时空的弯曲也许很难想象，但是沙发的弯曲应该不难想象吧。当你坐在沙发上，由于你的质量（体重）导致沙发会凹下去一些，这样的生活体验应该很容易想象。如果你在凹下去的沙发上放一个小球，显然小球会向凹的中心滚过去。
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与之类似，物体会由于它自己的质量，把它周围的整个时空“压的凹下去”。而它周围的物体的运动轨迹就会因为“凹下去的坑”而发生弯曲，甚至连光的运动都会发生弯曲。
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呃，不知道你能不能想象出这样的画面。总之，这就是广义相对论对引力的看法——引力不是物体之间相互吸引的力，而是质量对时空的弯曲。
总而言之：质量告诉时空如何弯曲，时空告诉物体如何运动。
前面我说由于时空弯曲，光的运动都会发生弯曲，它大概是这样的：
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爱因斯坦提出的这一理论成功地解决了当时困扰科学家们的“水星近日点进动问题”。后来，全世界的天文学家和科学家又曾对这一假说做过著名的“星光实验”，证明了上面这幅图的正确性。
同样根据广义相对论，如果一个物体的质量非常，非常，非常的大，那么它在空间中“压下去的坑”就会非常，非常，非常的深。如果这个“坑”足够的深，那么光就不是仅仅会发生弯曲，而是会被吸到这个“坑”里面。
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我想你已经发现了。没错，这就是黑洞，在这里光都无法逃脱。不过，黑洞其实远远比我们想象的还要神奇——以最简单的史瓦西黑洞来说，地球的半径需要缩小为0.88厘米才可能变成黑洞，你能想象出这样一个质量巨大的小球吗？
正因为光都逃不出黑洞，所以人类是无法通过肉眼观测到黑洞的，只能通过黑洞周围的不断被“吃”的天体物质来计算出黑洞的大致位置。而霍金先生在黑洞这一天体物理学的领域上贡献卓著，比如他曾提出著名的“黑洞辐射”理论（又称“霍金辐射”）。
最后，各位还记得去年比较轰动的新闻吗？2017年10月，多国科学家探测到来自双中子星合并的引力波。
什么是引力波？打个比方，如果你往水里扔一块石头，从石头入水的地方会产生一圈圈的涟漪。爱因斯坦基于广义相对论预言了引力波的存在，而引力波就类似于时空中的这种“涟漪”，它会通过波的形式向外扩散。
自广义相对论被爱因斯坦提出以来，这还是人类第一次探测到引力波。爱因斯坦可谓先知卓见，引力是质量对时空的弯曲这一观点又一次得到了有力的证明。对了，顺便一提，探测到引力波的三名科学家因此获得了2017年的诺贝尔物理学奖。
那么，就先到这里吧。感谢各位的阅读，期待下一次相见。
P.S.
通俗解释科学术语并不严谨，只是比较好理解
很多公式和计算无法正常显示，所以只好使用图片
证明的过程绝非如此简单，文中的论证不过是取巧罢了
后记.
通俗解释就意味着不能完全准确和严谨，可是如果不通过这些不恰当、不准确的说明，又很难让我的解释简单、有趣而正确。因此我简化了公式推导和理论证明，同时用了很多生活中的概念和例子，希望各位能够带着宽容和理性阅读。
部分图片来源及主要参考书目：《狭义与广义相对论浅说》、《时间简史》、《时间的形状：相对论史话》、《从零学相对论》、《图说相对论》
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