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相对论的时空观应该如何理解

时间: 2022-11-06 02:00:48 | 来源: 喜蛋文章网 | 编辑: admin | 阅读: 95次

相对论的时空观应该如何理解

狭义相对论的时空观

观点是什么
狭义相对论,是只限于讨论惯性系情况的相对论。牛顿时空观认为空间是平直的、各向同性的和各点同性的的三维空间,时间是独立于空间的单独一维(因而也是绝对的)。狭义相对论认为空间和时间并不相互独立,而是一个统一的四维时空整体,并不存在绝对的空间和时间。在狭义相对论中,整个时空仍然是平直的、各向同性的和各点同性的,这是一种对应于“全局惯性系”的理想状况。狭义相对论将真空中光速为常数作为基本假设,结合狭义相对性原理和上述时空的性质可以推出洛仑兹变换。

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相对论的时空观

相对论的基本假设是光速不变原理,相对性原理和等效原理。相对论和量子力学是现代物理学的两大基本支柱。奠定了经典物理学基础的经典力学,不适用于高速运动的物体和微观条件下的物体。相对论解决了高速运动问题;量子力学解决了微观亚原子条件下的问题。相对论极大的改变了人类对宇宙和自然的“常识性”观念,提出了“同时的相对性”,“四维时空”“弯曲空间”等全新的概念。

狭义相对论
主条目:狭义相对论
狭义相对论,是只限于讨论惯性系情况的相对论。牛顿时空观认为空间是平直的、各向同性的和各点同性的的三维空间,时间是独立于空间的单独一维(因而也是绝对的)。狭义相对论认为空间和时间并不相互独立,而是一个统一的四维时空整体,并不存在绝对的空间和时间。在狭义相对论中,整个时空仍然是平直的、各向同性的和各点同性的,这是一种对应于“全局惯性系”的理想状况。狭义相对论将真空中光速为常数作为基本假设,结合狭义相对性原理和上述时空的性质可以推出洛仑兹变换。

广义相对论
主条目:广义相对论
广义相对论是爱因斯坦(Albert Einstein)在1915年发表的理论。爱因斯坦提出“等效原理”,即引力和惯性力是等效的。这一原理建立在引力质量与惯性质量的等价性上(目前实验证实,在10 − 12的精确度范围内,仍没有看到引力质量与惯性质量的差别)。根据等效原理,爱因斯坦把狭义相对性原理推广为广义相对性原理,即物理定律的形式在一切参考系都是不变的。物体的运动方程即该参考系中的测地线方程。测地线方程与物体自身故有性质无关,只取决于时空局域几何性质。而引力正是时空局域几何性质的表现。物质质量的存在会造成时空的弯曲,在弯曲的时空中,物体仍然顺着最短距离进行运动(即沿着测地线运动——在欧氏空间中即是直线运动),如地球在太阳造成的弯曲时空中的测地线运动,实际是绕着太阳转,造成引力作用效应。正如在弯曲的地球表面上,如果以直线运动,实际是绕着地球表面的大圆走

想做这期视频是因为今年重新看了一次诺兰导演的《星际穿越》 发现还是有一些内容自己理解的不够透彻于是特意去重新理解了一发相对论 默默感叹爱因斯坦的智慧和强大 希望我的视频对你们有帮助

狭义相对论时空观的具体解释

1、相对性原理,所有的惯性参照系是等价的,即所有的物理定律在惯性参照系中的表达形式是相同的。

2、光速不变原理,光在所有的惯性参照系中,真空速度都是c,c=3.0x10^8m/s。绝对时空观的主要差别是,狭义相对论时空观中,空间不再是独立的了,空间和时间,速度等都有关系。



扩展资料:

狭义相对性原理:

一切物理定律(除引力外的力学定律、电磁学定律以及其他相互作用的动力学定律)在所有惯性系中均有效;或者说,一切物理定律(除引力外)的方程式在洛伦兹变换下保持形式不变。不同时间进行的实验给出了同样的物理定律,这正是相对性原理的实验基础。

参考资料来源:百度百科-狭义相对论

狭义相对论时空观就是相对性原理和光速不变性,相对性原理指物理定律跟参照的坐标系无关或者说所有惯性参照系等价,光速不变这个比较直接。
用狭义相对论建立起一个时空观是相当困难的,它只是在某个方面给出了某个东西的定义,不足以解释整个时空。爱因斯坦在发表狭义相对论后用了十年的时间才完善出一个能确立宏观时空观念的广义相对论。
简单的说:每种物质存在的形式都是相对的,就拿a和b来说,a越大,b相对a来说就越小,尽管b并没有变化。而爱因斯坦的相对论就是建立在这个基础上的,而爱因斯坦的相对论主要是说的速度,就是说a的速度越快,b就越慢,不知道楼主有没有看过一些赛车的电影或是动漫,当一辆车速度快得惊人的时候它在跑道上跑时其他车就和没动一样,但是其他车其实也在动,但是对于速度很快的那两车就等于没动,那么设想一下,要是那辆车再快点呢?是不是其他车就更慢。那要是那辆车再快10倍100倍1000倍呢?那么其他车就开始倒退了,这就是时光倒流。爱因斯坦的相对论就是说的这个现象! 当一个物质能达到光速时时间相对它来说就是倒流的,反之它越慢时间越快,这样说楼主懂否?
你坐上高速运行的飞船,赶上了你昨天在唱歌时发出的光,(看到你昨天在唱歌)就是时空倒转!

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如何解释狭义相对论中的时空观?

确切的说,狭义相对论中的时空观还不完善,到广义相对论才真正的树立起一个完整的可以自洽的时空观。
在相对论提出以前,人们认为空间和时间仅仅是个固定的舞台,事件在其上发生,但舞台不受发生事件的影响,甚至在狭义相对论中也是如此。物体运动,力的吸引和排斥,但是时间和空间简单的延续而不受影响。人们自然的认为空间和时间会永远延伸下去。然而,在广义相对论中情况完全不同。现在空间和时间是动力量:当一个物体运动时,或者一个力作用时,它影响空间和时间的曲率,而时空结构反过来也影响物体运动和力的作用方式。空间和时间不仅影响宇宙中发生的一切,而且受后者的影响。相对论提出之后的几十年间,对空间和时间的这个新理解是要变革我们的宇宙观。
空间和时间本可随意定义,但有利于解决问题的,通常只有一种,只有很少数例外情况。
爱因斯坦解决不了19世纪的问题,所以提出一个时空观,今天我们发现这个时空观有这样那样的问题,且可以解决19世纪的问题,因此我们一直要求修正相对论。
参见:科学、时间、真空、相对论、客观、普适相对论。
光速恒定,时空相对。
文章标题: 相对论的时空观应该如何理解
文章地址: http://www.xdqxjxc.cn/jingdianwenzhang/155228.html

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