一个于今仍无法阐扬的风物,让爱因斯坦发现了技能的玄妙

发布日期:2025-12-26 15:32    点击次数:68

东说念主们也曾以为,技能的荏苒速率是恒定的,岂论何时何地,或者是处于哪种情景,技能齐会以疏导的速率荏苒,但是爱因斯坦却提议了不同的不雅点。

他在相对论中指出,技能的荏苒速率并非恒定不变,而是与你的速率和你所处的引力场强度密切关联,你的速率越快,或者你身处的引力场越强,技能就过得越慢。

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在这个表面刚被提议的时候,科学界深广对此执怀疑气派,但在往日的一百多年里,多量的实验效果,却标明了爱因斯坦是正确的。

时于当天,这个表面也曾参预了践诺哄骗阶段,一个经典的哄骗即是咱们频繁会使用到的全球定位系统。

要知说念全球定位系统依赖于在天外中动手的卫星,笔据相对论,由于卫星在轨说念上的走漏,会酿成其技能的荏苒速率变慢,而由于卫星处于高空,受到的地球引力比大地小,其技能则会荏苒得更快。

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因为综共筹画下来,引力效应占了主导,是以天外中卫星的技能荏苒速率其实比大地更快极少,固然这个互异极其微细,但关于需要精敬佩位的系统来讲却不行忽略。

是以科学家们必须笔据相对论对卫星上的时钟进行执续的技能改良,如若忽略这个改良,其定位效果每12小时就会蓄积约7米的偏差,也就无法作念到精敬佩位了。

那么问题就来了,爱因斯坦是何如知说念这一切的呢?谜底即是:一个于今仍无法阐扬的风物,让爱因斯坦发现了技能的玄妙。

这种风物不错形色为:岂论在何种惯性参照系中不雅察,光在真空中的传播速率齐是一个常数,也即是每秒299792458米。

什么道理呢?咱们不错将其大要塞走漏为,关于真空中的一束光来讲,岂论你是处于静止情景,照旧正在向着这束光走漏,又或者是正在背着这束光走漏,你测量到这束光的速率齐是恒定的每秒299792458米。

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不错看到,这种风物是极为反直观的,但是这却是表面和实验得出的吞并个效果,为什么会这么呢?很缺憾,关于这种风物,科学家于今仍无法阐扬明晰。

不外爱因斯坦并莫得纠结于“为什么”,而是平直将其动作一条基本公设,即相对论中的“光速不变道理”。

笔据这个道理,既然光速是满盈的,那么必定有其他东西是可变的,是什么呢?爱因斯坦给出的谜底是:技能。

为陋劣走漏,咱们不错来作念一个念念想实验。假定有一种“光子钟”,它由两面相互的平行镜子构成,一个光子在两面镜子之间垂直高下反射,由于其每次反射的技能齐是固定的,因此不错用来动作计时单元(如下图所示)。

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目下咱们取一个这么的“光子钟”,把它放在一艘飞船里,然后让这艘飞船飞起来,并联系于大地高速平移。

在这个场景中,如若在飞船里不雅测,那“光子钟”里的光子就只好垂直于镜面的走漏轨迹(如下图所示)。

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而如若在大地上不雅测,由于飞船在高速平移,因此这个“光子钟”里的光子除了高下垂直走漏除外,还会多出一个平移的走漏,是以其走漏轨迹就不再垂直于镜面,而是变成了斜线(如下图所示)。

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笔据勾股定理可知,这种斜线的长度敬佩会大于两面镜子的垂直距离,而这也就意味着,在吞并个计时单元里,大地上的不雅测者不雅测到的光子,其走漏距离会比飞船上的不雅测者所不雅测到的更长。

而笔据“光速不变道理”,固然光子的走漏距离变长了,但在大地上的不雅测者看来,其速率仍然是不变的,并不会重复飞船自己的速率。

据此咱们不难推导出,这么的情况就会导致在吞并个计时单元里,飞船里和大地上的不雅测者所履历的技能荏苒速率不一样,具体来讲即是,在大地上的不雅测者看来,飞船里的技能荏苒速率变慢了,而况飞船的速率越快,其技能荏苒的速率就越慢。

那引力又是怎么影响技能的呢?为陋劣走漏,咱们不错再作念一个念念想实验,假定有一个东说念主坐在一艘全禁闭的飞船里,无法看到飞船外面的情况。

如若这艘飞船静止在地球名义,那么飞船里的东说念主就会感受到一种向下的力,这种力其实即是咱们习以为常的地球引力。

但如若这艘飞船是在天外中,并莫得受到任何引力,而是正在以简短9.8米/普通秒的加快度(即地球的重力加快度)“朝上”加快漂荡,那么飞船里的东说念主也会感受到一种“向下”的力,这种力即是“惯性力”(注:“惯性力”是一种造谣力,其内容其实是物体惯性的一种阐扬)。

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爱因斯坦指出,在上述两种场景中,如若这个东说念主预先不知说念外界情况,那他就无法区别我方感受到的是地球引力,照旧飞船加快走漏产生的“惯性力”,这就证明了,一个位于引力场中的参照系与一个具有加快度的参照系是等价的。

这即是相对论中的“等效道理”,笔据这个道理咱们就不错推导出,既然速率会影响技能荏苒的速率,那引力相似也不错,而况引力越强的方位,技能荏苒得就越慢。

好的,今天咱们就先讲到这里,迎接大家宥恕魔力科学君,咱们下次相遇。

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