相对论天体物理

2026年1月20日

bnu 天文系 25年秋季相对论天体物理期末考试

题目

1. 光速不变原理在惯性坐标系的时空图中表现为什么（5分）

2. 用时空图画出动钟变慢效应（10分）

3. 用时空图画出动尺收缩效应（10分）

4. 用时空图画出光锥、类时、类空、类光曲线的概念（10分）

5. 矢量是函数求导，对偶矢量是函数微分，简单论述这两个张量是两种不同类型的张量（10分）

6. 简单论述度规张量的物理含义（5分）

7. 论证无论使用多大的力都无法把物体加速到光速（15分）

8. 论述类时、类空、类光曲线的线元参数和仿射参数的关系（15分）

9. 列举一例弯曲空间的例子（5分）

10. 弯曲时空和平直时空的本质区别是什么（5分）

11. 我们知道宇宙空间常用的FRW度规 $\mathrm{d}{s}^2=-\mathrm{d}{t}^2+a(t{)}^2(\mathrm{d}{x}^2+\mathrm{d}{y}^2+\mathrm{d}{z}^2)$

    a) 论述一下FRW度规为什么既满足空间均匀性、各向同性，又能体现引力效应（5分）

    b) 根据目前的宇宙学观测，论述一下即使人类的子孙无穷，也无法看遍全宇宙（5分）