分享

时光为何倒流? 形象解释爱因斯坦火车实验, 让你秒懂相对论

 水深火热xue 2017-10-01

爱因斯坦,上世纪最杰出的科学家,他的代表理论作品《狭义相对论》和《广义相对论》不断地被证实,可见其先进性。不过现在很多人的时空观依旧逃离不了牛顿的绝对时空观,他们认为时间和空间是没有任何关系的。

不过根据爱因斯坦时空观,时间和空间是相对的。时间会因物质的运动发生改变,空间因物质的质量而导致弯曲。

我们可以通过下面两个实验,来体验一下时间和物质的运动关系。首先是伦敦大本钟思想实验,想象一下,大本钟现在是6:30,当然这是建立在我们都是相对静止的条件下。

但是如果我们坐在开得很快的汽车上,我们回头看大本钟,随着车速的变快,我们就会看到指针越来越慢。当汽车速度无限接近光速时,指针就会停止了。

因为传递给我们信息的光渐渐难以跟上我们的运动速度。它传递信息给我们需要跨过我们和钟的距离,需要追上已在汽车接近光速的我们。当我们和光速一样时,我们就会与那刻的光线肩并肩运动,我们眼中的时间也将永远停留在那一刻。

下面,进行第二个实验——爱因斯坦火车实验。现在有一列火车,它向西运动,它上面有个以光速上下运动的小球。那么车上的人,看到的就是小球以光速做上下运动。

可是在地面上相对于火车来说,处于静止状态的人们,看到的却是——小球在上下运动的同时,还跟随火车向西运动。也就是叠加的运动。

为什么会这样呢?因为小球一个周期里的运动路程是个折线,火车的人们看到的小球只是上下运动,它的路程小于地面人们的折线运动。根据狭义相对论的光速不变原理,小球震动一个周期的时间等于小球一个周期运动路程除以光速。

因此火车的人们观测小球完成一个周期所需时间小于地面人们测量的时间。也就是说,地面的人和车内的人彼此的时间流逝并不相同。

由此可知,物体运动速度越快,时间就会变慢。而根据相对论,光速是物体速度极限,也就是物体无法超越光速。因此,时光倒流在相对论的“光速极限理论”中是难以实现的。

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多