明星趣闻分享 时期和长度的相对性,齐是为了“迎合”阿谁“险恶”的光速!
发布日期:2024-12-20 11:20 点击次数:188
咱们每个东谈主齐在时期的延续荏苒中渡过一世,时期看起来在咱们身边无处不在,与咱们出入相随,以致比咱们的影子还闇练。
但时期确实存在吗?好多东谈主对此会感到困惑。
咱们生计中的一丝一滴齐留住了时期的陈迹,但对于时期的骨子,于今莫得谁能十足证实澄澈,因为时期是一个十分详尽的想法,它看不见摸不着,耐久不断地流动着,何况唯有一个主张,那即是上前。
如今看来,天然咱们每天齐感受着时期,但时期的骨子并非像咱们遐想的那么浅易。
那么空间呢?咱们自合计相称闇练的空间,确实如同咱们感受的那样吗?其实说到底,咱们不了解空间,正如咱们不了解时期一样。
举个例子,在咱们的传统不雅念里,空间是不变的,比如说一米即是一米,无论怎样变换,无论从任何角度来讲,一米的长度齐不会变。
但如今咱们知谈并不是那样,从不同的角度来讲,一米或者确实不是一米。
空间其实与时期是相得益彰的,两者不可分割,相互交汇在一谈。这就意味着,若是时期变了,空间(距离)也会随着篡改。
到这里你可能有点懵:怎样会这么?
谜底在藏在那么咱们每天齐看见的东西:光,准确地说是光速,阿谁咱们弗成冲破的天地极限速率。
因为光速不变,是以若是时期推广,那么距离(长度)势必会减弱。
上过小学的齐知谈,速率等于距离除以时期,若是速率不变,时期发生推广,距离天然会随着篡改。
底下详备来证实下。
在真空中,光速是30万公里每秒(这里取类似值)。假定你乘坐飞船以87%光速急速遨游(相对地球上的不雅察者),也即是大致26万公里每秒。
把柄爱因斯坦相对论中的时期推广,你所阅历的一秒钟(你的本证时期)在地球不雅察者眼里并不是一秒,而是两秒。这意味着什么?
在这两秒时期里,地球不雅察者看到你遨游的距离是52万公里,然而在你眼里你只遨游了26万公里,两者出入一半。
是不是嗅觉有点奇怪?其实没什么奇怪的。
这并不料味着你一秒钟遨游了52万公里,你的一秒钟是你的时期,而52万公里并不是你嗅觉到的遨游距离,而是地球不雅察者看到你遨游的距离,两个十足不同的参照系。
这也意味着,时期推广势必会感随着距离的减弱(尺缩效应),两者是同期进行的,或者说是等价的,而唯有这么,技巧保证不管在职何参照系下,任何物体齐弗成超光速遨游。
是以87%光速遨游的你,并不会嗅觉每秒遨游了52万公里,而仍旧是26万公里。地球不雅察者看到你遨游的一公里,在你眼里其实仅仅半公里。
这亦然时期推广下的尺缩效应。同期也证实了少许:速率与不雅察者莫得什么关系,不外时期和距离与不雅察者息息关系。
当你以亚光速遨游时,远处的天体委果距离你更近了,同期,物体自身也会裁汰。比如说,在地球不雅察者来看,亚光速遨游的你身高也减弱了,或者唯有身高的一半(不到一米),但若是飞船上还有其他乘客,在他们眼里,你的一切齐是平时的,因为你们处于归并个参照系,他们测量你身高的尺子雷同会裁汰。
还有一个更神奇的形态:假定你能骤然达到亚光速,你会看到远处星系(比如说距离地球250万光年的青娥座星系)的距离骤然变短,或者唯有100万光年以致更近,这取决于你到底有多接近光速。表面上若是无穷接近光速,你会看到青娥座星系就在你目下,你不错骤然到达青娥座星系。
是不是有点不可念念议?
但照实是这么。这亦然为什么光子到达任何处所齐不需要时期,或者说,光子不错骤然到达任何远处的距离,哪怕是天地的范围。
这太违背咱们的直观了,但爱因斯坦的相对论对此早就有相称详备的表述,何况历程一百多年的延续考证,相对论照实安妥科学家们对天地的不雅测效果。
而狭义相对论一个最为中枢的念念想即是:光速不变旨趣。光速不变并不是说光速在真空中吗,每秒30万公里,而是说在职何理会景象,任何参照系下,光速齐是30万公里每秒。
比如说,一艘以90%光速遨游的飞船发出的光的速率仍旧是光速,而不是190%光速。
ε0为介电常数,μ0为磁导率
光速,只与真空的磁导率和介电常数联系,不错合计光速是时空的固有内在性情,亦然咱们瓦解天地速率的一把标尺。天地中的一切看起来齐在变化中,但总要有一个不变的东西行动履行表率,这个表率即是光速。
看起来照实有点奇怪,天地为何要用光速行动标尺呢?随机候大天然即是这么不可捉摸,即是这么违背咱们的直观。事实上,随着科学家们延续探索弘大天地,会有越来越多的形态违背东谈主们的直观,天地中荫藏着太多不为东谈主知的精巧!