“狭义相对论”时间膨胀,没你想象的那么复杂!


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先问一个问题 , 地球是平的 , 还是圆的?大家都知道是圆的 , 那请再思考一下 , 为何马路如此平坦?早期人们认为地球就是平坦的 , 因为在古人的视野中 , 所观察到的地球曲率微不足道 , 除非通过精密的仪器来测量 。

《狭义相对论》也是如此 , 因为在日常生活中 , 我们所接触的一切事物 , 如果利用《狭义相对论》来计算更精确 , 但是与我们原本的常识之间的误差 , 更加微不足道 , 除非利用更加精密的仪器 , 否则你要突然蹦出来一句“时间是相对的 , 我的时间比你走得慢” , 肯定分分钟让吐沫淹死 。 实际上狭义相对论并非难以攀登 , 就是一层窗户纸 , 捅破了也就破了 。 下面我们开始捅:
你无法判断船是否在动要讲《狭义相对论》 , 我们就要先讲一下相对运动 , 很简单两张图 。 两个小孩在一个密闭空间里面扔球玩 , 没有窗户 , 看不到外面的世界 。
其中一个小孩说:“我们应该在屋子里 , 因为我们没有感觉到这个空间在动 。 ”

另一个小孩子说:“不对 , 我们也有可能在一架匀速行驶的汽车上或者一艘匀速行驶的船上 , 只是我们速度恒定 , 并不受力(合力为零) , 所以我们没有推背感 。 ”

大人说:“你俩说的都挺对 , 因为无论是在地球上静止的房子里 , 还是在地球上匀速运动的空间中 , 物理性质都是一样的 , 抛出去小球的轨迹也是一样的 , 除非看到外面世界 , 观察外面的参考物 , 例如:山水、楼房 , 才可以判断我们的状态 。 ”——这是相对论背后的核心思想 , 也是为什么我感觉不到地球围绕太阳的运动或太阳系在银河系中运动的原因 。

这个思想源于在比萨斜塔上扔球把亚里士多德给否了的伽利略 , 他说想要确定物体动没动要先找一个参照物 。
人在小车上 , 小车开在马路上 , 小车对人说:“你没动” , 马路对人说:“你动了” 。
小女孩2m/s的速度 , 追前面3m/s的小男孩 , 问小女孩能追上吗?我们可以通过速度相加或相减得出结果 。 3-2=1>0 , 所以追不上 , 以1m/s的相对速度 , 越落越远 。 小女孩相对于地面2m/s相对于小男孩1m/s , 参考物不同速度不同 。 可见在不同人看来 , 一个简单的问题 , 结果是不一样滴 。
爱因斯坦来了
  • 光速不变原理
如果一切都这么简单 , 那我们日子也能舒舒服服的不同废那么多脑细胞 。 然而在十九世纪末 , 人们发现了一件奇怪的事情 。 光是一个特立独行的孩子 , 谁的话也不听 , 谁也影响不了它 。 它永远保持一个速度3×10^8m/s 。 无论是马路看来 , 小车看来 , 车上的人看来 , 还是小男孩 , 小女孩看来 , 它都是一个速度 , 它也不跟你相加或相减 , 一贯我行我素 。
  • 时间也是相对的
爱因斯坦知道了便说:“如果光速是绝对的 , 对谁来说都不变 , 那么我的时间就不是你的时间了” 。 听不懂?没关系 , 这次用动图翻译一下:一对双胞胎小女孩 , 她们都有一个“光钟” , 这个光钟上下是镜子 , 一束光在里面弹来弹去 , 当光撞到底部时会发出“嘀”一声 , 撞到顶部会发出“嗒”一声 , 于是一个小女孩的光钟就这么嘀嗒嘀嗒的 , 在静止的地面走着 。

另一个小女孩带着她的嘀嗒钟上了飞船 , 因为飞船是匀速的飞行 , 根据伽利略的相对性原理 , 所以无论是静止在地面上的光钟 , 还是飞船上的 , 它俩物理性质是一样的 。 然后地面上的小女孩就发现了一件她百思不得其解的事情 , 在她看来飞船上 , 光钟的光走的是斜线 , 她自己在地面上的钟却是直上直下的 。

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