百年前的爱因斯坦相继发表了《狭义相对论》和《广义相对论》 。1919年,在一次日全食中 引力红移第一次证明了《相对论》的时空扭曲理论 。之后的科学实验相继证明了 相对论 的正确性,相对论已是 现代物理学的奠基之一 。
虽然相对论诞生了一百多年,但是 现代人在没有系统学习物理之前,其时空观依旧停留在牛顿的绝对时空观,认为时间和空间没有半毛钱关系,时间是均匀流逝的,空间是均匀平直的分布着 。
但是爱因斯坦不这样认为,时间和空间都不是绝对的,它们都是相对的 。时间因物质的运动而改变,空间因物质的存在而弯曲 变得不均匀了,就好似一个弹簧床放了一个小球,小球周围的床垫都被弯曲了 。不同的地方弯曲程度是不一样的,越接近小球的地方越弯曲 。
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床面的弯曲相当于空间的弯曲
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太阳巨大的质量弯曲了周围空间,紧紧的束缚了地球 。我们主要通过两个思想实验,初步感受一下《相对论》中的时间 和物质的运动有什么关系?
伦敦大本钟思想实验
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汽车速度接近光速
想象一下,大本钟现在走在4:52,从你看到大本钟4:52的过程中 。是先从指针反射太阳光,这个光线承载着4:52的信息,以光速传到你的眼睛,于是你看到的时间是4:52 。
因为生活中,我们运动的速度相对于光速小到可以忽略不计,所以大部分人的绝对时间概念不会受到影响 。
想象一下,现在的你坐在一个特别牛逼的公交车,这个车速越来越快,你这时候再回头看看那个大本钟,你会发现它走的越来越慢,车速无限接近光速时,你会发现它停止了 仿佛时间静止了 。
这是因为 光线承载着某一刻的时间信息,光线要传到你的眼睛里,还需要经历你和大本钟之间的距离 。
当你以无限接近光速运动的时候,光线就要追你,比如这一刻大本钟走到 5:30分,你运动的越快 光速追你用的时间越长,当你和光速 以同一速度运动时,你会和5:30这一刻的光线同在,那么你们并肩运动,你看的永远只是5:30这一刻!
爱因斯坦火车
向东运行的火车上有个 上下以光速震动的小球 。PS:小球速度为光速!
1、火车上的观察者 看到的这个小球就是上下以光速震动着,没毛病 。小球经历的路程就是上下运动的直线 。
2、但是地面的人不会这样认为,小球不仅上下运动着,还随着火车向东运动 。于是小球的运动是一个叠加的运动 。
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地面观察着看到的小球位移图像
那么小球震动一个周期 所经过的路程是个折线,那么地面观察者相对于火车内的观察者 看到的小球会多走一些路程 。
火车内的观察者看到的小球是上下运动,其路程小于地面观察者的折线运动,再根据狭义相对论的光速不变原理,其小球震动一个周期所要的时间 等于 小球一个周期经历的路程 除以 光速 。
所以火车内的观察者测量小球 完成一个周期所用的时间比地面测量的时间数值小 。这就告诉我们:地面的人 和车内的人 彼此的时间流逝是不一样的!!!至于意识时间 咱们这里暂不讨论!!!
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阿尔伯特·爱因斯坦Albert.Einstein
【相对论的解释趣谈 爱因斯坦相对论简单解释】
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