
为什么相对论说时间和空间是相对的
相对论中的尺缩短、钟变慢的效应可能和你说的问题相关。
大概的意思就是一个参考系内的空间间隔大小和时间间隔大小都不是绝对的,只是在这个参考系下的测量结果。
换一个相对于该参考系运动的系,这些量都会改变。
相对论是建立在光速不变等物理现象和定律的基础上演绎出来的,是物理规律,世界就是这样的。
时间空间相对论
空间与时间——广义相对论爱因斯坦的第二种相对性理论(1916年)。
该理论认为引力是由空间——时间几何(也就是,不仅考虑空间中的点之间,而是考虑在空间和时间中的点之间距离的几何)的畸变引起的,因而引力场影响时间和距离的测量. 广义相对论:爱因斯坦的基于科学定律对所有的观察者(而不管他们如何运动的)必须是相同的观念的理论。
它将引力按照四维空间—时间的曲率来解释。
广义相对论(General Relativity)是爱因斯坦于1915年以几何语言建立而成的引力理论,统合了狭义相对论和牛顿的万有引力定律,将引力改描述成因时空中的物质与能量而弯曲的时空,以取代传统对于引力是一种力的看法。
因此,狭义相对论和万有引力定律,都只是广义相对论在特殊情况之下的特例。
狭义相对论是在没有重力时的情况;而万有引力定律则是在距离近、引力小和速度慢时的情况。
背景 爱因斯坦在1907年发表了一篇探讨光线在狭义相对论中,重力和加速度对其影响的论文,广义相对论的雏型就此开始形成。
1912年,爱因斯坦发表了另外一篇论文,探讨如何将重力场用几何的语言来描述。
至此,广义相对论的运动学出现了。
到了1915年,爱因斯坦场方程式被发表了出来,整个广义相对论的动力学才终于完成。
1915年后,广义相对论的发展多集中在解开场方程式上,解答的物理解释以及寻求可能的实验与观测也占了很大的一部份。
但因为场方程式是一个非线性偏微分方程,很难得出解来,所以在电脑开始应用在科学上之前,也只有少数的解被解出来而已。
其中最著名的有三个解:史瓦西解(the Schwarzschild solution (1916)), the Reissner-Nordström solution and the Kerr solution。
在广义相对论的观测上,也有著许多的进展。
水星的岁差是第一个证明广义相对论是正确的证据,这是在相对论出现之前就已经量测到的现象,直到广义相对论被爱因斯坦发现之后,才得到了理论的说明。
第二个实验则是1919年爱丁顿在非洲趁日蚀的时候量测星光因太阳的重力场所产生的偏折,和广义相对论所预测的一模一样。
这时,广义相对论的理论已被大众和大多的物理学家广泛地接受了。
之后,更有许多的实验去测试广义相对论的理论,并且证实了广义相对论的正确。
另外,宇宙的膨涨也创造出了广义相对论的另一场高潮。
从1922年开始,研究者们就发现场方程式所得出的解答会是一个膨涨中的宇宙,而爱因斯坦在那时自然也不相信宇宙会来涨缩,所以他便在场方程式中加入了一个宇宙常数来使场方程式可以解出一个隐定宇宙的解出来。
但是这个解有两个问题。
在理论上,一个隐定宇宙的解在数学上不是稳定。
另外在观测上,1929年,哈伯发现了宇宙其实是在膨涨的,这个实验结果使得爱因斯坦放弃了宇宙常数,并宣称这是我一生最大的错误(the biggest blunder in my career)。
但根据最近的一形超新星的观察,宇宙膨胀正在加速。
所以宇宙常数似乎有败部复活的可能性,宇宙中存在的暗能量可能就必须用宇宙常数来解释. 基本假设 等效原理:引力和惯性力是完全等效的。
广义相对性原理:物理定律的形式在一切参考系都是不变的。
主要内容 爱因斯坦提出“等效原理”,即引力和惯性力是等效的。
这一原理建立在引力质量与惯性质量的等价性上。
根据等效原理,爱因斯坦把狭义相对性原理推广为广义相对性原理,即物理定律的形式在一切参考系都是不变的。
物体的运动方程即该参考系中的测地线方程。
测地线方程与物体自身固有性质无关,只取决于时空局域几何性质。
而引力正是时空局域几何性质的表现。
物质质量的存在会造成时空的弯曲,在弯曲的时空中,物体仍然顺着最短距离进行运动(即沿着测地线运动——在欧氏空间中即是直线运动),如地球在太阳造成的弯曲时空中的测地线运动,实际是绕着太阳转,造成引力作用效应。
正如在弯曲的地球表面上,如果以直线运动,实际是绕着地球表面的大圆走。
引力是时空局域几何性质的表现。
虽然广义相对论是爱因斯坦创立的,但是它的数学基础的源头可以追溯到欧氏几何的公理和数个世纪以来为证明欧几里德第五公设(即平行线永远保持等距)所做的努力,这方面的努力在罗巴切夫斯基、Bolyai、高斯的工作中到达了顶点:他们指出欧氏第五公设是不能用前四条公设证明的。
非欧几何的一般数学理论是由高斯的学生黎曼发展出来的。
所以也称为黎曼几何或曲面几何,在爱因斯坦发展出广义相对论之前,人们都认为非欧几何是无法应用到真实世界中来的。
相对论速度与时间的关系
1.t是运动者被观察者观察到的时间2.在地球上的观察者经历t'的时间里观察到近光速运动的飞船里的运动者经历了t,因为t>t',而对于观察者来说t和t'是等价的,所以运动者相对于观察者来说在一个时间段中经历了更多的时间,换句话就可以说运动者的时间变慢了。
3.是4.飞船里的人感到的时间是一定的,不会有任何感觉,钟还是“一秒”跳一下,只是他被观察到的时间可能是“两秒”跳一下,甚至是“一天”跳一下。
5.对,飞船上的人过了1年,相对于观察者来说可能是5年,而飞船上的人没有任何感觉,当他以近光速在宇宙航行1年后回到地球,可能之前和他同岁的朋友都已经老死了。
相对论时间慢的话思维有没有影响
微观粒子中的τ粒子寿命变长,宏观表现为时间变慢,变慢是相对的,相对于一个时间基准。
既然微观粒子运动时间或者寿命变长,相对表现出来的宏观寿命和生长时间也会变化,思维当然会受影响。
前提是把你从一个惯性系直接粗暴的拉入另一个差别很大的惯性系,你会像是做梦一样。
电影 星际穿越 就是这样,2个多小时,主人公的孩子都和自己同岁了。
时间和空间相对论?
时间空间相对论早上起床,看见明媚的太阳,在我们庆委美好生活的同时,你是否会想过,有另外一个生物也在观察着我们的太阳,不过在他的眼里面,太阳不是像我们认为的比地球大数百万倍星球,而是用高倍显微镜才能观察到的微小的电子细胞,时间空间论从这里开始。
众所周知,宇宙是无限大的,可是为什么会是无限大那
很少有人会知道,让我们反其道想,从无限小着手,在我们用高倍显微镜观察到分子.电子的同时,你会想过吗
分子.电子里还有我们没有看到.可能是根本无法看到的东西,也就是分子.电子上的生命。
[注解:电子上的生命不是电子本身有生命,而是像人居住在地球上一样,寄居在电子上的小生命体。
]说到分子.电子上的生命,我们可以说他们是另外世界的生命,有可能他们也有高度的文明,不过我们不可能和他们直接对话,因为我们不在同一时间里。
不在同一时间里
这样说大家可能有点听不大明白,就让我举一个例子,我们观察分子用一分钟,而在这一分钟里面,分子上的生命兴衰繁殖了60万回的后代,在这60万会繁殖中,他们每一代都要工作生活,对他们来说,这60万代要用很长很长的时间,而我们人类却认为是短暂的一分钟,这种时间观念认识差,我们取名叫这“贺”‘HE’ 上面说的是时间,接下来我来说说空间,我们看到的满天星河,你感慨星河博大美丽的时候,你是否意识到这满天星河正在随着一个庞大的生物在运动,而我们眼中无边的星河,却是那庞然大物的一只手或者是一只脚指头,庞然大物也有他眼中的星河,而他眼中的星河不过又是另外一个生物的一部分,我们和另外那两个生物不在同一个空间里,我们给这样的空间现象取名叫着“帅”‘SHUAI’ 宇宙真有趣,他让不同“帅”里面的生物因为“贺”隔绝了信息,却还彼此拥有,他让越文明的生物越感到自己渺小,越了解“贺”就越懂得珍惜,这可能就是造物主的伟大之处吧\\\/
相对论
用简单的语言说出来,不要跟我说什么空间和时间的关系
比如,你上体育课和英语课,感受的时间长短不同。
。
。
相对论时间变换公式
首先纠正一个关于相对论的理解错误,相对论不是有关光的理论,更不是视觉错觉。
所以,由于“光是最大信息传递速度,光花更长时间追上另一个物体”得到公式是错误的
虽然相对论在推导时好像怎么也离不开光,但它不只是个简单的电磁波理论。
记住这句话:狭义相对论是一个关于时空的理论。
(广义相对论是一个关于引力的理论。
)你的极限没错,但是相对论解决的可不单单是极限的问题。
钟慢效应不是一个假设,而是由理论推导得到的,也就是说你得出的第二个式子虽然极限一样,在小变化范围内也看不出什么问题,但它不是由相对论基础假设推导得到的。
类似的公式我还可以造出好几个,比如t=t0(1-v^3\\\/c^3)^1\\\/3、t=t0(1-v^4\\\/c^4)^1\\\/2、t=t0(1-v\\\/c)^1\\\/2等等的,我甚至可以构造对数、e指数等等的式子,这些都符合量纲运算,而且极限都一样。
但它们都仅仅是猜想,不符合实验现象(这才是最主要的),更没有理论推导。
时间膨胀的公式,在相对论的体系中是从洛伦兹变换得来的,而洛伦兹变换是从相对论两个基本假设推到的(虽然历史上洛伦兹变换一开始只是为了协调牛顿定律与实验现象之间的矛盾,但是其真正的物理含义直到狭义相对论过后才揭示出来),这两个基本假设是:(狭义)相对性原理和光速不变原理。
从某种程度上说,狭义相对论所有结论都可以从这两个假设得到,包括洛伦兹变换,也包括钟慢尺缩,这其中有严格的数学推导,而不是你所谓的“想想”得来的式子。
但从另一方面来说,如果推翻这两个假设,那么时间膨胀的式子也可能真的不正确。
在此基础上如果你能提出符合实验现象(这点非常重要)的假设,并且经过一步步推导,那么也有可能真的是“你想”的那个式子。
但遗憾的是20世纪中前期已经有无数人想到了这一点,无一例外地失败了。
所以我们暂时只能“屈服于”爱因斯坦,用“他的”时间膨胀的公式。



