在相对论中,如何准确地定义观察者的角度?( 四 )

如果你上过物理入门课程 , 你会听过一个人从悬崖上踢出一个球的故事 。 这个问题是说“在20米高的悬崖顶部有一个人 , 在突如其来的惊吓中 , 从悬崖上踢出一个球 , 这样它最初以3米/秒的速度横向移动 。 它会降落在哪里?”令人兴奋的答案是:距离悬崖底部横向移动约6米 。

提出这个问题时 , 你面对的是一个古老的难题 , 早在制图时代之前就一直困扰着物理学家:我应该使用什么样的坐标?最正确的答案是:尽可能使用可以让你变懒惰的坐标 。

黄色坐标是从踢球者的视角出发 , 红色坐标是最方便的 , 蓝色坐标可以有很多实际功用 , 但它们很难描述 。

如果你将坐标中心放在悬崖底部 , 轴与地面和悬崖对齐(上图中的红色轴) , 那么一个轴表示离开地面的高度 , 而另一个轴表示离悬崖的距离 。 非常方便 。 在这种情况下 , 悬崖的底部位于(00) , 球被踢到(020) , 然后在(60)处落在水中 。 你可以使用踢球者的视角(黄色轴) , 此时 , 可以将悬崖的底部定义为在他们底下20米 , 并且球下落了20米 , 且横向移动6米 , (6 , -20) 。

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