狭义相对论同时的相对性

tuenhai.com 20180110

狭义相对论时空观同时的相对性导致踏雪无痕迟到

tuenhai.com :狭义相对论的时空观认为同时性是相对的,我们可以从一个虚拟的实例来理解它

在日常经验中,人类感觉时间是绝对的,如果遇到了相对论效应的相对时间,就会难以适应

戏剧小镇有个业主群叫作神仙社,意为乐山乐水似神仙。一天,神仙社管理员伊丽发出通知,有兴趣参加活动的家人于周日上午8点到达体育馆,集合后去西白山玩。参加的社员都相信自己的时间和别人的时间走得一样快,于是她们可以在同一个时间汇合。这就是绝对的时间,不考虑钟表的机械的误差,每个人的机械钟表所指的时间都绝对一样

如果各自的时间走得不一样快呢,会发生什么情况

踏雪无痕在周日上午8点准时到达体育馆,心想时间刚好,不用多等一分钟,给自己点三个赞先。他四处打量,却见体育馆只有他一人,其他人呢?事情有蹊跷,连忙掏出电话打给伊丽

踏雪无痕:伊丽,现在正好8点,我在体育馆,你们怎么还没来

伊丽:你有没有搞错,现在8点半了,我们已经出发了,你快点追赶我们吧

踏雪无痕:我的手表是花了三万元买的,10年误差不超过1秒,是不是你们的表都不对了

踏雪无痕的表其实没有问题,如果和伊丽互换表,他还是会迟到,因为他自身的时间变慢了,任何机械手表戴在他手上,手表都会跟着他一起时间变慢。这种情况就是相对论说的同时的相对性,相对论说同时是相对的,只是人类的运动速度低,感觉不到相对论效应

时间到底是相对的还是绝对的?爱因斯坦说,时间是相对的,所以同时也是相对的,在一个观测者看来同时发生的事情,在另外一个观测者看来就可能不是同时发生的。为了说明同时的相对性,让我们做一个思维实验

狭义相对论规定同时是相对的

tuenhai.com :宇宙是客观存在的,并且达到了高度平衡,这说明因果律必须成立,也就是说,我们观察到的物理现象必须符合逻辑,于是我们就可以从假想的场景中推理得出相对论的相对时空观

两个作相对运动的观测者观察同一件事情,如果一个观测者认为事件同时发生,另一观测者会说事件不是同时发生的

假设 Don 站在匀速前进的车厢的中间,然后打着打火机,tuenhai.com 站在车外路边观察车厢内的情况,这时以地球为参考系,Don 是运动者,tuenhai.com 是静止者,她们看到的光到达车厢两头的时间一样吗

相对论同时性实验

上图,相对论同时性实验

Don:我在车内观测,并把时间分成三个阶段

  • 打着打火机的刹那,时间0阶段,也就是 t = 0,光产生了但还没有出发
  • t = 1 阶段,光向前和向后各走了一半的路程
  • t = 2 阶段,光同时到达车头和车尾

在我看来,向前和向后两束光分别走了相同的路程,结果当然是同时到达目的地

tuenhai.com :我在车外观测,我也把时间分成三个阶段描述,请结合示意图理解

  • t = 0 的时候,光还没有出发,我看到的情况和 Don 的相同
  • t = 1 的时候,向前的光因为要追着车头,所以光离车头大于一半路程。向后的光就反过来,车尾不断接近光,于是光离车尾的距离小于一半的路程
  • t = 2 的时候,向前的光还未追上车头,向后的光已经在此时之前到达车尾

Don 认为车同时到达车头和车尾,在我看来却不同时了。这就表明,同时是个相对的概念
◌● 转载请注明出处: https://xdl.tuenhai.com/e/bd-xia-yi-xiang-dui-lun-tong-shi-xiang-dui.html ●◌

results matching ""

    No results matching ""