爱恩思坦说相对论。怎样能理解物体高速飞行时。物体会变形收缩。_百度...
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发布时间：2024-01-03 18:19
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热心网友
时间：2024-06-22 07:53
假如我这样说：“一个物体离我们越远它就会越大”，你会怎么看？咋听上去是不是有点荒谬？一个物体怎么会因为距离的远近而变大变小呢？
我们观察任何物体包括形状和运动状态等，都必须依靠一个媒介，那就是光。所以我们感觉到的一切信息都受光的特性的影响。
我们都有一个非常习以为常的感觉就是物体都是近大远小的，这叫做透视现象。产生这样的效果的原因是光的直线传播特性。因为近大远小的原因，我们看远处的物体就会比近距离时要小。当然由于我们的眼睛和大脑会自动进行一系列的复杂运算，让我们能感觉到那个物体的真实大小。
但是如果我们不是用眼睛看，而是用仪器来测量呢？比如用照相机。在拍照下来的图片上非常明显的看到了远处的物体会比近的物体小。
那么要还原远处的物体的真实大小我们是不是应该在测量到的尺寸上乘上一个大于1的因子呢？当然那个大于1的因子是一个复杂的式子，里面除了和距离有关，还和相机的镜头集中有关，但是它一定应该大于1。
我想大家都同意这样做，乘一个大于1的因子就能把测量到的比真实尺寸小的尺寸还原到近距离时的尺寸了。
光除了直线传播特性外，还有一个特性就是光速不变特性。即在任何惯性系上测量到的光速都是相同的。
这一特性造成了我们测量高速运动的物体时，发现它沿运动方向上的距离会变长，所以我们如法炮制，在测量到的数值上乘上一个小于1的因子，以此来得到在相对那个物体静止时看到的长度。
习惯上，因为我们乘了一个小于1的因子√(1－v²/c²)，我们习惯上说，高速运动的物体上的尺寸变短了。站在相对性的角度上说，这种说法是对的，但是如果站在那个高速运动的物体的角度上说，不是它的尺子变短了，而是因为我们看到的尺寸变长了，所以我们需要乘一个小于1的因子来还原真实尺寸。
就像要在相机拍照的尺寸上乘一个大于1的因子才能得到真实尺寸一样。
如果说因为乘一个小于1的因子就说它小或变慢了，那么乘一个大于1的因子是不是就可以说成是变大了呢？这就是开始说的“远处的物体会变大”。
我想说到这里应该理解尺缩效应和时间变慢的原因了吧？
说到这里还想再多说几句：狭义相对论是相对论的微分形式（可以这样理解），它本身的条件是两个惯性系必须是微分形式的，就是两个系统的尺寸趋近于0，位移趋近于0，时间趋近于0。
因此，造成时间发生变化的不是狭义相对论的洛论兹因子，它只给了我们观测结果与真实数据之间的换算关系。真正产生影响的是积分形式，广义相对论就是相对论的积分形式。
我们再换个角度来想：假如地球外的一个参照系相对地球高速运动，看到地球的时间慢了10%，同时另一个参照系也相对地球在高速运动，看到地球的时间慢了20%，那地球该咋办？不可能同时有两个不同的时间吧？
参照系是可以随意选择的，宇宙中无数的天体都可以选来当参照系，那么地球上就会有无数个时间，我们该用哪个时间？事实上地球上的时间就是地球上的时间，不会因为某个参照系上看到的情况而改变。
真正造成时间发生变化的是广义相对论中提示的时空变化产生的。
我们知道F＝ma，这是中学就学过的力、质量与加速度的关系公式。
把这个公式变换一下：a＝F/m；左边是加速度，右边是什么呢？单位质量所受的力，显然就是引力场强度。只有引力才会和质量成正比关系。这个公式意味着加速度与引力场强度是等价的。
把上面的公式再变一下：
a＝F/m；v/t＝F/m；t＝v/(F/m)
好了，现在看出来了，时间与速度成正比，与引力场强度成反比。而引力强度又等价于加速度，因此，在加速度很大的情况下，时间会变慢。
问题又来了，上式中的v是什么？前面讨论过，参照系是可以任意指定的，因此对于一个物体来说，v是一个不确定的任意值。而时间对于一个物体来说则应该是一个确定的值，所以这里的v应该是一个不能任意指定的唯一的值，那就是光速。但是因为我们使用的时间单位和物理理论体系的原因，与光速之间应该有一个换算因数。所以上面的式子应该改写成：
t＝κ×c/a；这里的κ是一个换算因数，c是光速，a即可以是加速度，也可以是引力场强度，两者等价。
t＝κ×c/a 这才是飞船上时间变慢的真正原因，这个时间差是在发射和返回的过程中由于强大的加速度造成的，不是它在高速飞行时产生的。
热心网友
时间：2024-06-22 07:50
