119歲的狹義相對論和109歲的廣義相對論,相對的到底是誰?

撬開科學新世界 2024-04-24 09:31:51

如果你是理科生,如果你想要在大學深耕理科專業,那麽有兩座愛因斯坦留下的“大山”需要你去攀登:一個是相對論,另一個還是相對論。

說到愛因斯坦,E=MC²是很多人對他的第一印象,而這個“網紅公式”也源自于相對論。

自狹義相對論誕生至今已有119年,廣義相對論也走過了109年的曆程。那麽,相對論中的“相對”究竟是指誰與誰之間的相對呢?

來源|AI生成圖片

古代傳說中的“天上一日,人間百年”又是否與相對論中的時間膨脹概念相吻合呢?

今天,就讓我們一起走進這個穿越時空的謎題吧!

狹義相對論:重塑時空觀

來源|百度

狹義相對論,是阿爾伯特·愛因斯坦在1905年提出的理論,它顛覆了牛頓力學中的絕對時空觀,提出了全新的時空觀念。狹義相對論中的“相對”主要指的是不同慣性參考系之間的相對性。

在狹義相對論中,有兩個核心假設:光速不變原理和狹義相對性原理。光速不變原理指出,在任何慣性參考系中,光在真空中的傳播速度都是恒定的,不依賴于觀察者的運動狀態。這一原理打破了牛頓力學中速度疊加的觀念,引出了時間膨脹和長度收縮等令人驚歎的相對論效應。

狹義相對論還預言了質能關系式E=mc²,這一公式揭示了質量和能量之間的等價性。它告訴我們,質量和能量可以相互轉化,爲核能的利用提供了理論基礎。

廣義相對論:引力與時空的交織

來源|中國科學院理論物理研究所

廣義相對論是愛因斯坦在1915年提出的理論,它是對狹義相對論的進一步拓展,將引力納入了時空的框架之中。廣義相對論中的“相對”不僅涉及不同慣性參考系之間的相對性,還涉及了引力場中的時空彎曲。

在廣義相對論中,物質的存在會彎曲周圍的時空,而物體的運動則受到這種彎曲時空的影響。這種時空彎曲的觀念徹底改變了我們對引力的理解。引力不再是一種超距作用,而是時空結構本身的表現。

來源|科幻空間

廣義相對論預言了許多令人震驚的現象,如黑洞、引力波等。黑洞是時空中的某些區域發生極度扭曲,以至于連光都無法逸出的天體。而引力波則是引力場中的擾動,它像水波一樣在時空中傳播。這些預言已經得到了許多高精度實驗的證實,進一步證明了廣義相對論的正確性。

此外,廣義相對論還是現代宇宙學的理論基礎。它解釋了宇宙大爆炸、黑洞輻射等宇宙現象,爲我們揭示了宇宙的起源和演化。

雖然廣義相對論早在1915年就指出“引力場越強,時間就越慢”,但直到1976年才有了第一次精確的實驗驗證:當時科學家用火箭將原子鍾送到1萬公裏的高空,發現它比海平面時鍾大約每73年快一秒。

2022年,來自中國科學家葉軍所率領的科研團隊在《自然》雜志發表文章,通過團隊開發的世界上最精確的原子鍾,得出在一毫米高度差上,時間相差大約一千億億分之一,該研究也是迄今爲止在最小尺度上驗證廣義相對論的實驗。

所以,親愛的青少年朋友們,當你們下次再聽到“相對論”這個詞時,不妨想象一下這兩位百歲老人的故事。他們告訴我們,世界並不是我們想象的那麽簡單,而是充滿了無盡的奧秘和可能性。

也許,未來的你們,也能成爲揭開這些奧秘的科學家呢!

來源:數字北京科學中心

編輯:雪影

3 阅读:82
评论列表
  • 2024-05-20 10:20

    引力是空間彎曲???空間對質量有力的作用???空間還知道質量的大小(穿越時間有變化)???有作用力和反作用力?空間不可入嗎???沒見過鬼,只見裝鬼。👻兩個質點靠在一起,質量引力的作用力和反作用力,空間往哪個方向彎呢?騙子知道嗎?………質量隨相對速度變化嗎?相對速度無窮多。靜質量是相對哪個速度參考系呢?各個方向相對速度不一樣,難道各個方向質量不同嗎???

  • 2024-05-20 10:20

    悖論斯坦五大騙術:: ——1.蔑視自然創造反公理假說(騙),由反公理假說演繹方程(騙),號稱證明全稱假說命題(騙)。 ——2. 三流數學假裝物理,創造虛幻數學“物理概念”,破壞基本概念和認知體系。盡搞些莫名其妙的虛幻數學“時空”、虛幻數學“質量”、虛幻數學“能量”。站在不同位置賞月(三維)的是人,看昨天明天日出(四維)的是活鬼(悖論斯坦)。 ——3. 以必然有不確定性的精度攻擊確定性的引力公理,以認知進化否定絕對真理。以宏觀現象爲基礎的電磁理論描述微觀粒子電磁行爲明顯不足,以太災難不奇怪,他卻借機破壞伽利略變換(慣性系如同pi都是好用的抽象認知理想概念)! ——4. 指鹿爲馬,指馬爲鹿,“波粒二象性”,破壞認知自然的最核心根基——確定性。狗都認識自己的主人,不搞二象性。 ——5. 胡編難知,解釋稀奇,無恥于悖論(腦袋小臉皮厚)。面對稀奇未知……誠實的人啞口無言,騙子天花亂墜!………水星進動證明的大笑話:—— A.號稱公理證明是欺騙。 ——B.忽視了水星的電磁力等等影響因素(1974地外水星探測),居然弄出高精度?不是活見鬼就是見活鬼。

  • 2024-05-20 10:21

    號稱證明全稱命題的是不是可憐蟲???是不是騙子???

  • 2024-04-26 13:59

    這個家夥有絕技,能狗屎變核彈,追兔子走蟲洞,比狗智商高!

  • 2024-05-05 08:33

    觀測歸納是經典物理,不確定/概率/不知道/假說/的東西也成了物理???用數學與創造假說當物理研究未知的大笑話。撒網捕魚只能是概率,魚攤買魚是計算(物理公理已知)。觀測樹上蘋果數量是確定的,猜測樹上蘋果數量當然不確定。不確定是觀測屬性,不是運動屬性。哪裏會有荒唐的測不准原理???鬼扯的光速不變,具有無窮的運動精度!胡編的測不准原理,居然與光速不變是同夥!!!創造假說宏觀微觀不同?相對速度哪有誰高誰低?笑死人。精度高低是觀測能力問題不可能是真理,也不能否定真理。自然的有無才是真。騙子當然能猜中骰子,號稱證明公理公設必然是騙!

  • 2024-05-20 10:20

    質能方程,泛化虛化破壞能量公理概念,>>遠遠勝過,任何東西能變油+油能變任何東西。。。到底是質量獲得能量還是質量變成能量??? ………動能公式,清清楚楚明明白白,到處用天天用,是質量獲得能量的經典公理。………能量概念清清楚楚,是對物質運動狀態的描述,居然敢欺騙說物質與能量等效???何其狂妄可笑???………他爸爸有動能,他爸爸也有勢能,動能和勢能都能變成他爸爸。他到底有多少爸爸呀?

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