nt 动漫 深层解读狭义相对论, 为何说“速率越快, 时候就越慢”?
在东说念主类科学发展的历史长河中,曾有一段时候,东说念主们无数认为,时候和空间是各自零丁的存在,互不打扰。速率nt 动漫,仅是斟酌物体迁移快慢的标尺;时候,则是记载事件发生端正的刻度。这两者似乎在寰宇的舞台上分处不同旯旮,毫无错杂。淌若有东说念主告诉你,速率的快慢竟能附近时候的荏苒,你可能会以为他大脑短路,甚而梦猜测爱因斯坦所刻薄的表面——尽管在今天,仍有东说念主对此抓怀疑气魄。
2021年可以在线看的在牛顿力学的黄金期间,一切都缔造在完全时空的基础之上。时空是何其“完全”?简便说来,岂论你身处那边,时候的荏苒速率王人一如既往。诚然有陈旧的传奇,如“天上一日,地上一年”,但在东说念主们的涌现里,这不外是神话故事,无谓阐发对待。
牛顿的时空不雅稳居物理学界霸主地位,长达数百年之久。19世纪末,科学界无数认为,物理学的殿堂已近完工,只需隐微的修缮。科学家们为此感到自豪,仿佛他们已涉及到科学的终极说念理。
然而,物理学界上空飘飖着的“两朵乌云”,预示着行将驾临的颠覆与变革。而其中一朵乌云,恰是针对迈克尔逊-莫雷实验与“以太”之间的矛盾。
“以太”是牛顿完全时空不雅中的参照系,也被视为光速的参照框架。为何有此一说呢?
“以太”见识的出生,恰是为了斡旋牛顿力学与麦克斯韦方程之间的冲突。牛顿的力学表面是基于完全时空不雅的,而麦克斯韦方程则标明,光速与参照系无关,只与真空的磁导率和介电常数接洽。这无疑在科学界掀翻了一场头脑风暴。
牛顿与麦克斯韦nt 动漫,这两位科学界的威信,一个奠定了经典力学的基石,一个揭示了光的践诺。他们的表面之间似乎冰炭不同器。物理学界因此nt 动漫堕入两难,一方面要珍贵牛顿力学的威信,另一方面又不得不面临麦克斯韦方程的见缝就钻。
在这种布景下,“以太”的见识应时而生。其时科学家们敬佩,光速是相干于“以太”这一完全参照系而言的。尽管“以太”不能见、不能感,却似乎成了蚁集两大表面的桥梁。
不久之后,迈克尔逊和莫雷入部下手探究“以太”的性质。他们策画了一项实验,试图揭示“以太”确切切容貌。然而,岂论实验若何全心策画,他们取得的成果永恒如一:岂论在何种通顺气象下测量,光速永恒保抓不变,恒定为30万公里每秒。
这么的成果,彰着与“以太”的见识以火去蛾中。是实验出了问题,还是“以太”自己就不存在?在物理学界,莫得东说念主答应接受后者,因为这意味着经典力学的根基将不复存在。
迈克尔逊-莫雷实验后,稠密科学家纷纷考证,实验成果依然还是:岂论何如测量,光速一如既往地保抓不变。这令科学家们诚惶诚恐,进退触篱。
要津技术,爱因斯坦以他那颠覆性的想维神色,瞻念察了问题所在。他认定,既然实验见缝就钻,那么问题必定出在“以太”上。既然“以太”仅仅个假定,且与实验事实相矛盾,何不干脆放置?
于是,爱因斯坦用“奥卡姆剃刀”旨趣,浮松剔除了“以太”,同期刻薄“光速不变旨趣”,即光速在职何参照系和通顺气象下都是恒定的。
这标识着牛顿的完全时空不雅的崩溃,爱因斯坦随之构建了相对时空不雅。基于“光速不变旨趣”和“相对性旨趣”,爱因斯坦创立了狭义相对论。
“光速不变旨趣”与“以太”见识同为假定,但前者因有严谨实验的撑抓,显得愈加真实。最先,狭义相对论未获平时招供,但跟着更多把柄的自大,东说念主们不得不接受这一颠覆性的表面。
狭义相对论为咱们揭示了一个全新的寰球和寰宇不雅,澈底阻扰了完全时空不雅的敛迹。爱因斯坦进一步将“洛伦兹变换”融入相对论方程,由此繁衍出光速极限、时候扩张、尺缩效应和质增效应等见识。
至此,速率与时候之间的关联变得不能分割。为何会有这么的调动?谜底其实非常简便。在牛顿的完全时空不雅里,时候和空间是完全不变的,因此速率会随参照系的变化而变化。但在爱因斯坦的相对时空不雅中,光速是完全不变的,时候和空间必须随之诊疗,才智保证光速的恒定。
狭义相对论的中枢之一是“光速不变旨趣”,但参照系的选拔阻难忽视。好多东说念主之是以对相对论感到困惑,是因为在参照系调遣时失去了地方感。
咱们必须铭记:光速旨趣仅仅个假定;光速不变旨趣也仅仅个假定。好多东说念主可能会质疑:假定的东西缘何取信?谜底是,天然不错不信,并刻薄我方的假定。然而,淌若你的假定能比光速不变旨趣更贴合经典力学与麦克斯韦方程组的矛盾,更稳当实验不雅测,更能摄取磨真金不怕火,你天然会比爱因斯坦愈加不凡。
但现实中,咱们无法作念到这少许。假定越多,出错的几率越大,正如同说谎一般,需要不停编织新的谣喙来秘籍真相。是以,假定越少,犯错的可能性就越小。爱因斯坦仅凭两个假定就缔造了伟大的狭义相对论。
因此,咱们不如相安无事地遴选狭义相对论,毕竟往时一百多年来的千般事实还是说明了它的正确性,甚而连手机导航系统都依赖于它。