測地線
測地線又稱大地線或短程線,可以定義為空間中兩點的局域最短或最長路徑。測地線(Geodesic)的名字來自于對于地球尺寸與形狀的大地測量學(Geodesy)。
中文名 測地線 外文名 Geodesic 又 名大地線或短程線 定 義空間中兩點的局域最短或最長路徑 名字來源大地測量學 所具效應 測地線效應
測地線
定義
類似地球這樣的物體并非由于稱為引力的力使之沿著彎曲軌道運動,而是它沿著彎曲空間中最接近于直線的稱之為測地線的軌跡運動。例如,地球的表面是一彎曲的二維空間。地球上的測地線稱為大圓,是兩點之間最近的路徑。由于測地線是兩個機場之間的最短程,這正是領航員叫飛行員飛行的航線。在廣義相對論中,物體總是沿著四維時空的直線走。盡管如此,在我們的三維空間看起來它是沿著彎曲的途徑(這正如同看一架在非常多山的地面上空飛行的飛機。雖然它沿著三維空間的直線飛,在二維的地面上它的影子卻是沿著一條彎曲的路徑)。
短程線
如果兩曲面沿一曲線相切,并且此曲線是其中一個曲面的測地線,那么它也是另一個曲面 的測地線。 過曲面上任一點,給定一個曲面的切方向,則存在唯一一條測地線切于此方向。 在適當的小范圍內聯結任意兩點的測地線是最短線,所以測地線又稱為短程線。
測地線效應
光線經過一個大質量天體附近時,受其引力作用(或者說進入了該天體附近的彎曲空間), 路線會發生偏轉,稱為“測地線效應”。
距離最短的曲線在相對論中的專業術語是測地線,事實上,相應于速度小于C,等于C,大于C的三種測地線分別稱為類時測地線,類光測地線和類空測地線。所以,如果不受到引力以外其他力的作用,物體將在類時或類光測地線上運動(因為沒有物體的速度能超過光速)
例如,地球這樣的物體并非收到稱作引力的力的作用而沿著彎曲軌道運動;相反,他們之所以沿著彎曲軌道運動,是因為在彎曲空間中,他們遵循著一條最接近直線的路徑運動,這個路徑稱作測地線。用專業術語來說,測地線的定義就是相鄰兩點之間最短(或最長) 的路徑。