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爱因斯坦相对论——狭义相对论

2021-7-15 19:01| 发布者: 迁徙| 查看: 342| 评论: 0|来自: 成都夜线

摘要: 你有没有幻想过自己经历小说或者电视剧中的穿越情节,但是在这成真之前我们应该了解一下关于时空和引力的基本理论——相对论。相对论是关于时空和引力的理论,主要是由爱因斯坦创立,依据其研究对象的不同,可分为狭 ...
      你有没有幻想过自己经历小说或者电视剧中的穿越情节,但是在这成真之前我们应该了解一下关于时空和引力的基本理论——相对论。相对论是关于时空和引力的理论,主要是由爱因斯坦创立,依据其研究对象的不同,可分为狭义相对论和广义相对论。狭义相对论建立在两个基本公设上,第一个就是狭义相对性原理,一切的惯性参考系都是平权的,也就是说物理规律的形式,在任何的惯性参考系中是相同的。

      这意味物理规律对于一位静止在实验室里的观察者和一个相对于实验室高速匀速运动着的电子是相同的。第二个是光速不变原理,也就是真空中的光速在任何参考系下是恒定不变得,这用几何语言可以表述为光子在时空中的世界线总是类光的。狭义相对论是爱因斯坦在1905年得出的结论,当时的实验证据表明当地球绕着太阳旋转时,光速并没有发生变化,这一结果令物理学家感到惊讶。

      因为其他大多数物体的速度取决于观察者移动的速度,也就是说如果你把车开到铁轨旁边,迎面驶来的火车似乎比你同向而行的火车要快得多,但是爱因斯坦提出无论观察者移动的有多快,方向如何,他们测量的光速都将是每秒30万千米。喜剧演员斯蒂芬.赖特曾问道如果你在一艘以光速飞行的宇宙飞船里,打开车头灯会发生什么,答案是从飞船里某个人的角度来看车头灯是正常开着的,但是对于站在外面看着飞船飞过的人来说,车头灯似乎没有打开,光虽然出来了,但它的速度与宇宙飞船相同。我们之所以会看到这样相互矛盾的结果就是因为对不同的观察者来说标记空间和时间的标尺与时钟是不一样的。

      如果光速像爱因斯坦说的那样保持恒定,那么时间和空间就不可能是绝对的,它们必须是主观的。假设一束光以每秒钟30万公里向北运动,一艘宇宙飞船以每秒15万公里也向北运动,在地球上静止不动的人看来一秒钟后宇宙飞船距离那束光15万公里,但是飞船里面的人会感觉这段时间是多长呢?现在的已知条件是宇宙飞船距离那束光15万公里,光速时每秒30万公里,经过计算,时间等于0.5秒,也就是地球上的人过去了一秒钟。所以速度可以改变时间。


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