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爱因斯坦相对论的通俗实例解释

2017-08-13 18:20:24 文章来源:泥客论坛 字体:

达到光速时间停止:

假如有一段足够长的笔直公路,你站在甲地,12:00准时从甲地以光速前进。在你开始前进的那一时刻,甲地发生的一切现象也正好以光速向四面八方传播。10分钟以后,也就是12:10分,你到达了乙地。此时在甲地12:00钟发生的现象也正好传到乙地,那么你回头看甲地还是12:00的现象,不管你前进了多久,回头看到得一直都是甲地12:00的现象。这就是时间停止的现象。 超越光速时间倒流:

假如有一段足够长的笔直公路,你站在甲地,12:00以2倍光速前进,那么10分钟后到达丙地,不难得出光从甲地传播到丙地需要20分钟,意思就是在甲地11:50发生的现象在12:10分正好到达丙地。那么你12:10在丙地看到了甲地在11:50就发生的事情,时间倒流的现象就这样发生了。

相对时间公式:

设从甲地出发,速度为V,前进时间为T1,看到甲地现象的时间为T2=T1V/C。相对时间T=T1-T2=T1(1-V/C)。

公式中可以看出,V=C,T=0。时间停止;V>C,T<0,时间倒流。

光速不可超越理论:

假如有一段足够长的笔直公路,你站在甲地,12:00以2倍光速前进的时候,甲地有一个人在看着你。10分钟后你达到丙地,你达到丙地的现象还要经过20分钟才可以传到甲地。这样一来,甲地的人在12:30分的时候才看到你达到丙地,从而得出你的速度是2/3倍的光速。

设你的速度为V,光速为C,前进距离S,你前进的时间T1=S/V,达到后的现象传回甲地的时间T2=S/C,可以得出甲地的人看你的速度为

V1=S/(T1+T2)=S/(S/V+S/C)=VC/V+C。

从这个公式里就可以看出,不管你的速度V有多大,看起来的速度都不可能达到光速。只有当你的速度是无穷大的时候,看起来才是光速。

接近光速时物体长度变短:

假设一辆长30万千米的火车,车头在A地,车尾在B地,观察者站在B地,火车以光速前进。1秒钟后,车尾到达A地,再过1秒后观察者看到车尾到达A地。得出2秒钟后观察者看到车尾在A地;从运动开始,0.5秒后车头前进15万千米达到C地,BC距离45万千米,再过1.5秒后,观察者看到车头到达C地,得出2秒钟后观察者看到车头在C地。AC距离15万千米,观察得出的火车长度为15万千米。这样看起来火车长度就缩短了。

设观测者甲位于火车尾所在的地面,火车长度L,速度V,火车前进时间T1,T1时间后车尾到达A点,离观测点距离L1,

得出甲看到火车尾在A点时间是T1 + V T1/C,L1=V T1。

再设火车前进时间为T2,火车头到达B点,离观测点距离L2, 得出甲看到火车头在B点时间是T2 +(V T2+L)/C,L2=V T2+L。 如果T=T1 + V T1/C=T2 +(V T2+L)/C,那么得出L2-L1就是T时刻甲看到的火车长度。T2=T1- L/(C+V)

看到的火车长度 L2-L1= V T2+L- V T1 ,把T2=T1- L/(C+V)代入。可得看到的长度为LC/(C+V)。

从这个公式中可以得出:当速度无穷大的时候,(也就是看起来速度无限接近光速的时候)物体长度将变为0。

接近光速时质量无限大:

其实物质本身质量不随速度改变而改变。相对论里提到物质接近光速当然指的是看起来的速度接近光速,从上边的公式可知道,看起来速度接近光速就意味着物体本身需要有无穷大的速度。这本身就是件不可能的事。在看起来速度非常接近光速时,需要再让他加速的话,就会需要使物体本身有无穷大的加速度,那么需要的外力也会是无穷大。这就变相解释为是因为物体的质量无穷大才使得其无法加速的。

所有问题根源关键在于一个“看”。所有观测必须借助光的传播,其实看到的已然是个假象,实际上并没有任何变化。

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