淘客熙熙

主题:现在似乎终于懂了狭义相对论,解释一下 -- 陈经

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        • 家园 这就是我不能理解的地方了

          对其中一个卫星来说,另一个卫星高速从你身边飞过,为什么你和他的相对时间是一样快的?

          • 家园 这个“快”是有两种理解的

            我前面说的“一样快”,是指上次两个卫星相遇时定好表,比方说都定在0点,等下次两个卫星相遇时,它们的表仍旧指在相同的时间上,比方说都是1点。

            还有一种理解是瞬时的时间快慢,那么回答是:当两个卫星相遇时,互相看对方的表时,都觉得对方的表走的速度比自己的表慢。

            • 家园 哦,我貌似理解了,得出以下推论

              假设我们的地球只是一个惯性系的大球,

              那么:

              1,自轴高速旋转的一个钟无法把自己的时间放慢,对吧?

              2,如果一个东西高速远离你,在离开你的时候和你对表,然后他在很远的地方折返回来,他的表和你依然一致,对不?

              3,一架飞机起飞前和我对表,绕地球高速飞行一圈,回到我处,表依然一致,对不?

              • 家园 不太对

                1.在相对论中,所谓的表慢表快都是相对别人来说的(所以叫相对论嘛),"自轴高速旋转的一个钟无法把自己的时间放慢"这样的论述却不清楚这个“放慢”到底是和谁比,提法是不正确的。

                2. 不对。这取决于你的运动。如果你始终处于一个惯性系中,比如在地球上,有人在离开你的时候和你对表,然后高速地远离你,然后又折返回来,那么当他回来时,他的表走过的时间比你的表走过的少。

                如果你和他是对称地以相反方向远离地球,然后又折回地球,那么你表上的时间则会和他的仍旧一样。因为对称性很容易推出这个结果。

                注意到如果先离开地球再返回地球,那么就不可能处在一个惯性系中。

                3. 不对。飞机上的表走过的时间多(飞机上的表比地球上的快)。这是有实验验证的,其中有狭义相对论和广义相对论的混合效应。狭义相对论效应使得飞机上的表走得慢,而广义相对论效应使它走得快,但是合起来的总效应还是使表走得快。就如同我在1中所说,这里的快和慢都是和地球上的表比较。

                其实GPS系统每天都在验证着这个效应,这个系统中就有关于狭义和广义相对论的效应的修正。

    • 家园 一个问题

      半个光速的快船,岸上的人如何得知如下两个精确的时刻

      1 船尾发光时,岸上的计时器来一下

      2 船头收光时,岸上的计时器又来一下

      不是还得用光么。

      • 家园 这是一个假想实验,实际上也有办法

        理论上,船尾发光时,假设会产生一个绿火花,船头收光时,会有一个蓝火花。岸上的人在沿路遍布仪器,抓电火花。岸与船距离很短,假设电火花传播时间可忽略。

        假设A仪器最先抓到一个绿火花,B仪器最先抓到一个蓝火花。AB仪器时间是同步的,原子钟同步非常精确。把AB仪器的距离算一下,时间差值算下,测量就完成了。

        我不知道具体的测量细节,不过工程上肯定这种例子多了。

    • 家园 陆地的人看到万分之二秒后光到了船头

      这个是经典图景还是相对论的图景?

      • 家园 对于陆地上的人,经典图景和相对论解释是一致的

        爱因斯坦的论文是“运动物体的电动力学”。陆地上的人看来,船是运动物体,那上面的“时空”怪事用经典图景解释不了,怎么那秒表就慢了呢?

        而陆地上的人认为,陆地本身没动,是“静止参照系的电动力学”。所以在陆地上看那束光,是经典图景。光追船,用经典图景去理解发生了啥事就行了。秒表好好的,尺子也正常。

        另一方面,船上的人看陆地上的人,就也觉得怪。觉得船上的事很正常,为啥陆地上的秒表慢了呢?为啥陆地上的人和俺们对这事的看法不一样?

        所以,相对论的意思是,理解一个事,先要说好是哪个参照系。如果参照系速度为0,那就是经典图景。所有陆地上的人看法是一样的,因为大家的参照系相对速度为0。

      • -- 系统屏蔽 --。
    • 家园 陈巨巨能否用更加简单点的事例说明哈

      自己确实比较笨,没看懂

      • 家园 看不懂是正常的,主要是想象物理图景,要脱离直觉

        我以前也是不懂,看过好多解释。别人写的未必比我写的复杂,虽然我写的应该是比较简单的。看不懂,在于某一步总是受人的直觉的干扰。

        如果老想,可能就顿悟了。或者对懂的人来回问,终于明白自己哪一步是糊涂的。让人从头到尾反复解释可能不好,要自己一步一步来理解,建立坚实的逻辑基础。

        你可以对我的一二三四步想,到里哪不懂了?卡在哪了?实在不懂也没啥,懂了才怪。世界上绝大多数人是不懂的。

    • 家园 为什么爸爸出去做加速运动,回来就比儿子年轻了?

      这是广义相对论里说的,你能解释吗?这个船上的事情可是匀速运动.

      • 家园 不懂装懂:)

        上学的时候狭义相对论没好好学,广义的没学过。我的思考都来源于科普读物,大家说得很好,受了大家回帖的影响,也不懂装懂的说说我的理解:)

        嘿,不知道从那里说起,就跟着大家的回帖说吧,

        少打点字,F表示爸,S表示儿子。

        依witten1的假设,F的飞船是做变速运动,这就确定了一点:

        1.爸爸和儿子不在同一惯性系。

        再依假设,F的出去回来有一个离开地球和返回地球的过程,如果把这个过程分开来看,我想就比较容易理解了。

        假设F的旅行是到达X星再返回。E表示地球。

        过程分为以下事件:

        1.F从E出发

        2.F到达X

        3.F从X出发

        4.F到达E

        我们来考虑F离开E到到达X这段时间:

        2.我不同意F处于变速而S处于静止这一假定,也不认为这和质量大小有关,也不认为父亲处于非惯性系。(别砸我)

        如1的假设,F和S处在不同惯性系,而且各自可以认为对方是相对自己在运动。

        3.S处在地球惯性系,这豪无疑问。

        4.飞船等同于通常物理课比方的火车 ,所以F处于飞船惯性系。

        5.相对论让时间变得麻烦,假定时间由F和S的手上的表的数字表示,并且这两块表在同一惯性系时一模一样。

        6.假定F到达X的时间基于S的时间需要20年,r系数为10.

        7.当F到达X星时,基于相对论从S的角度的假设:

        S认为是飞船在运动,自己是静止的,所以,S认为此时发生的是:

        a.F到达X

        b.他的表的时间20年

        c.F的表的时间是20/10=2年

        8.从F的角度观察的假设:

        F认为自己是静止的,地球在运动,所以,发生的事情是:

        a.F到达X

        b.他的表的时间是2年

        c.S的表的时间是0.2年

        那么,现在的问题就是:7和8的假设哪一个是真的?

        考虑下面的事实:

        9.以S的惯性参照系,F从地球离开和到达地X星这两个事件是在不同的地点发生的。

        10.对于F,离开E和到达X星这两个事件发生时,他都在飞船上,所以,在他的参照系里,这两个事件是在同一点发生的。

        根据相对论导出的时间膨胀定律,我们知道:

        11.发生在不同地点的两个事件经历的时间总是比发生在同一地点经历的时间要长。

        所以,根据相对论,我们可以得出假设7为真。也就是,根据相对论,爸爸必定比儿子年轻

        12.再考虑多一点,如果F不是乘飞船,而是自己飞过去的。那么,我想,可以假定F处于自身惯性系,一样也可以假定S也是基于自身的惯性系,而不是地球,得出的结论应该一样:)

        得出了结论,但是这个结论是基于“变速运动”这一假设,和月色老大提的“匀速运动”的前提正好相反,好像没切题

        如果以“匀速运动”为前提,那就涉及到飞船和地球是否处于同一惯性系的问题。

        这个问题好像超出了科普知识的范畴,头痛

        据说,关于惯性系的定义和选择上,经典力学论者和相对论者有架可吵,不敢掺和。

        再据说,做相对匀速运动的两个物体并不一定处于同一惯性系。

        以差不多的粗浅理解,这个和通常使用的火车假设一样,我们也可以假定“火车的正在以匀速的100公里时速前进,而且铁路笔直”,这样似乎又复杂了。既然课文这样举例,那么将飞船和地球作为两个参照系来解释爸爸年轻,我想应该是合理的

        差不多先生嘛,凡事差不多就可以了,详细理论,且待高手指点

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