相对论是什么-相对论对人们有什么意义

简单介绍相对论。

运动的相对性

想象一下开车。您正在行驶的高速公路是直的，道路是平坦的，非常平坦，汽车以60英里/小时（97公里/小时）的恒定速度行驶。你闭上眼睛。显然，您会感到自己没有前进，并感到休息。也许，实际上，即使您确实感觉自己已经放慢了脚步，您还是有这种感觉。但是，如果再次睁开眼睛，您会发现两侧的树木和房屋以及道路正在飞过您的眼睛，并且您可以确定自己确实在运动。但是以上现象令人深思。汽车真的静止不动并以60 mph的速度向后移动吗？尽管牛顿允许考虑这种可能性，但爱因斯坦直率地指出这种可能性必须存在。实际上，他指出，世界上没有“真实性”。对于恒速运动的物体，我们只能说汽车的运动是相对于地球的，地球的运动是相对于汽车的，还是两者的相对运动（统一一词非常重要，匀速意味着运动的物体不会加速，不要减速或转弯。如果物体以匀速运动，它应该能够以绝对的方式测量其运动。相对论”。世界上没有绝对的运动，运动只是相对于另一个物体或系统的。

我们接受了相对论,或者说狭义相对论,因为这一理论解决了均匀运动的特殊情况(这本书这两个词之间的交替速度和速度用来表达速度,尽管这两个词在技术上有差异,后者与方向性,前者不)。1905年爱因斯坦提出的相对论。这个理论有两个基本前提:

1.不能绝对确定物体是静止的还是以恒定的速度运动。

2.无论多么观察者相对运动光源,光的速度(本文指的是真空)是一个常数值。

下一节的前提意义和它的关系只有1 2。

恒常性的光速

在19世纪末20世纪初,科学家运动相对论已经感到奇怪和令人费解的。在某种程度上看,必须能够确定的方法绝对运动的物体,如果可能,所以必须有一个可以称为绝对参照系休息,所以可以根据标准来衡量任何运动。但绝对的对象在哪里休息?当人们知道地球的自转(赤道旋转速度每小时1040英里或1674公里),并围绕太阳(革命的速度每小时65870英里或106000公里)。此外,较高的太阳围绕银河系的中心,银河系公转速度的10倍太阳在宇宙中的运动,因此,似乎肯定没有可用来检测对象的“静态”绝对运动参考系。

但是，科学家也提出了其他观点。他们认为宇宙充满了一种看不见的，不可触摸的物质，称为“以太”（希腊语是“燃烧中”）。这个词是亚里士多德创造的，用来描述天体的物质。该物质不易检测，但必须存在并且是透光介质。海浪需要水传播，声波需要某种物质传播，光还需要某种物质传播光波。空间或真空并不是真的是空的。实际上，空间或真空中充满了传输光波的乙醚。

以太就像波的振动或振荡一样，通过它来传递光，但是以太没有任何一般的运动就不会改变位置。以太绝对不运动，它固定在整个宇宙中，是神秘的，不可察觉的。以太光的总振动。

自从醚以这种方式在宇宙中是固定的,它可以成为一个“固定”引用系统非常需要利用。但如果你不能看到,感觉,听到,气味,味道,或检测它,你如何在实践中使用它来衡量其他对象?

我们看一下光，虽然无法检测到以太，但它可以检测到光的以太网振动。这是一个以太标签，从某种意义上讲，光是以太，就像滚动运动表面上的水被称为波，或称为声波的空气分子的爆炸振动后，由以太波组成的光。如果没有以太网，就没有光，也就没有光的传播。

因此，尽管测量运动并不是与另一个对象相对（您无法确定实际运动中的哪些对象），但是，对比以太或固定的参照光的以太振动肯定可以测量运动科学家认为（正在开始使用实验​​来证明它）以恒定速度运动通过以太光，无论物体是朝着我们附近的方向移动还是离开我们，通过以太网速度相同，都会使以太星闪烁引起的振动不受恒星运动的影响，因此，光速可以作为一个信标，作为信标，通过它可以测量某个物体或观察者的绝对运动。

例如，如果观察者走向光束，则观察者应测量的光速大于固定观察者所测量的光速；如果观察者远离光束，则观察者应测得的光速应该小于静止的观察者测量的光速。

在19世纪末之前,无法验证这个想法,因为没有高灵敏度仪器测量对象相对于以太的运动。基于光速的运动变化微不足道。在1880年代,然而,使用一个名为干涉仪的新开发的仪器,物理学家艾伯特米切尔和爱德华•莫雷最终将以太假设检验。世界震惊的测试结果。在所有的实验中,米切尔和莫莉没有发现任何差异存在于光速。地球的旋转,或某一对象在任何方向,对光束的运动测量结果不能改变光速。不仅在源运动方面,但从观察者的运动,光速是恒定的。现在人们确认光速常数是绝对的——这几乎是独特的在爱因斯坦的世界观的一个绝对的内容。光的速度是每秒186291英里(299792公里/秒),由符号c。

光速恒定性的概念促使科学家们严重质疑的空间充满了以太网和绝对运动能力的决心。速度不变,似乎仍然违反基本常识和逻辑,如果一个棒球投手速度p球,击球手swing b击球速度,所以球的有效速度应该p + b(这里空气阻力和地球吸引力忽略)。这是一个非常简单的结合速度,如果投手“扔”是一束光,而不是一个棒球,为什么不同?原则应该不同吗?如果b摇杆的速度,光的速度是c,当一束光遇到或棒,然后检测光的速度应该是p + c(原文如此——(黄)的速度必须大于光速。为什么不提高检测的速度呢?

爱因斯坦的推论是，棍子对球速的影响可能小于我们的预期值，即该值略小于b。当球的速度（或任何移动物体的速度）增加时，击球棒的作用会继续减弱。对于以日常速度运动的物体，例如抛球，国家铁路客运公司的火车（但高峰旅客流量除外）或最快的航天器，其影响可以忽略不计，速度似乎可以将两者相加。但是，随着球的速度接近光速，击球杆的速度对总速度的影响将减小为零。因此，b + c变为光速0 + c或c。这些假设支持严格的数学分析。

的长度是多少

鉴于米切尔和莫莉的发现，他们试图证明充满以太空间概念和绝对运动，爱尔兰物理学家乔治·菲茨帕特里克·杰（George fitzpatrick jie）提出，其绝对运动方向上的所有物体都越来越短，这是他计算得出的用运动学的方法来解释缩短米切尔和莫莉的零假设的程度。以运动来缩短长度的概念的对象是著名的菲茨帕特里克·杰使收缩（或菲茨帕特里克·杰引起激怒-洛伦兹收缩），后来到了该假设的进一步发展（荷兰物理学家hedrick的名字，洛伦兹的名字）。合同法的公式指出，为了加快对象的v运动，其值如下：

勾选[1-（v / c）^ 2）

尽管菲茨帕特里克·捷做出的努力是有价值的，但以太的概念和绝对运动是消极的，他提出运动物体具有较短的长度影响观点仍然有效。一些物体随着其长​​度的增加而缩短，这是相对论的一个重要结果，而相对论是菲茨帕特里克·杰（Fitzpatrick jie）试图反驳的，但最终结果是出乎意料的。收缩仅发生在运动方向（当然是相对运动），并且仅在接近光的速度非常明显。实际上，物体的运动速度必须是七分之八，要缩短长度的其余部分的长度的一半，如果物体的运动速度是光速的一半，并且那么物体会缩短其中一个的长度。8.记住，我们飞船最快的速度只有光速的五千分之一以上。因此，以该速度运行，缩短的程度几乎是微不足道的。太阳周围的地球只有光速的一万分之一，因此地球的赤道直径仅缩短了205英尺（62.5米），仅为足球场长度的三分之二，而地球的直径赤道，是足球场的14万倍。

仅沿运动方向缩短运动对象的长度这一事实会产生有趣的结果。如果一个身高6英尺的人站在以光速水平移动的平台上，则该人会发胖，但会变得身高。仍然6英尺。而且，如果这个人以光速运动，他将变得越来越瘦弱，看不见（这种现象使节食者失去理智）。

质量有多大?

不仅长,而且质量变化的速度。这是另一个狭义相对论的结论。质量是物体的质量,质量和重量是不一样的,但是他们往往被视为可互换(重量的测量重力作用于对象。在月球上,因为月球的引力很小,所以人们体重只有六分之一的地球上自己的体重。在外层空间,人们减肥和物体的质量不会改变。

随着速度的增加，物体的质量也会提高。对于高尔夫来说，将球放在发球区中时的质量要比在空中飞行时球的质量低。坐下来看电视的人的素质不如他起床并在电视上玩时去冰箱取点心的质量。与长度一样，上述以非常低的速度移动的物体的质量变化很小，很小，即使使用最先进的技术也无法测量。当物体以接近光速的速度移动时，其质量将随着质量的增加而显着增加（这与长度变化正好相反）。质量变化公式是菲茨杰拉德收缩公式的倒数，即：

1 / {）[1-（v / c）^ 2）}

为了使双质量,其移动速度必须达到7 8的光速。目前没有飞机或大型对象可以达到这样的速度。但亚原子粒子可以达到的速度。粒子加速器有超过99.9999999%的电子速度加快光速。其质量超过40000次,电子以光速移动,它的质量将是无限的。

为什么质量会随着速度提高？让我们以以下方式对其进行分析：当物体获取能量时，其移动速度会增加。如果速度远低于光速，则能量几乎完全转化为运动。如果速度接近光速，那么就会有越来越多的能量变为质量，这意味着越来越少的能量成为物体的运动。如果以光速移动，则所有能量都将添加到对象中并变为质量。不再有能量变成运动，物体的速度不会继续增加，其质量是无限的。

质量-能量转换

上述概念清楚地揭示了质量与能量之间的关系。在古典物理学中，物质和能量是具有不同性质的分离且不同的实体。质量会占用空间，而能量不会占用空间。给定一个重力场，质量有重量，能量没有重量。相对论的特殊理论并没有区分质量和能量。它把质量和能量视为硬币的两个等效面，一个可以转换为另一个，就像电和热相互转换一样。

爱因斯坦著名的方程:E = mc2 (E是能量,m是质量,和c是光速)清楚地演示了这种等效。公式使用光速转换因子,表明在给定的质量。可以获得多少能量。数量很大。事实上,质量相当于全年使用的能源是只有几吨,这是一个小象的重量。

在普通化学反应或非核化学反应中，只有几乎可忽略的质量被转换为能量。例如，汽车发动机中的一加仑汽油可以燃烧30英里（48公里），但是一滴汽油中只有三分之一被转化为能量，其余的汽油仍然是质量的，即汽油的产物燃烧过程。通常，在非核反应中，转化为能量的质量部分太小而无法测量。实际上，科学家有理由相信化学反应没有质量损失。因此，他们系统地阐述了质量守恒定律，即质量不会被创造或破坏，质量只会发生变化。可以将纸烧掉，但是燃烧的灰烬和烟雾的重量与纸的重量相同（质量相同）。

核时代始于辐射现象，始于1896年，后来发现核裂变（见原子弹和核反应堆以及核聚变能（见氢弹和各种物体）），所有这些情况都是核反应。原子核，并且周围的电子壳不发生变化，释放出大量能量，很容易测量质量的损失，质量到能量的转换必须遵循爱因斯坦方程E = MC2。

核时代的发展,必须把质量方针质量-能量转换定律,质量可以毁灭,或者更具体地说,质量转化为能量,但系统的总质量和能量。

令人难以置信的是，核反应中损失的能量被大量释放。这种现象有助于解释一个重大的科学问题：太阳释放的巨大能量在哪里。早在19世纪中叶，地质学家就已经认识到地球和太阳至少有几亿年的历史。然而，根据常规燃料燃烧所进行的各种计算，太阳的历史几乎是不可能的。著名的物理学家开尔文勋爵推测，太阳的寿命长达3000万年。

现在,我们都知道,46亿年的寿命,为什么释放这种能量和燃料在这么长时间还没完成?核聚变,见公式E = MC2质量转化为能量。事实上,太阳如果燃料燃烧的速度,现在的太阳质量的至少46亿年。

有一个有趣的想法，是否有可能扭转？能量可以转化为质量吗？答案是肯定的，能量可以转化为质量。这是在实验室的一小部分区域中使用高能粒子加速器完成的（请参见此创新实验中的文章``揭示材料秘密的艰难过程''）。质量很小的物体由大量能量组成，这也可以从E = mc2方程得出。大约150亿年前，在一个更大的范围内，质量是由不断扩大的，难以想象的稠密能量圈形成的。这是宇宙的创造。

时间是什么?

在相对论的特殊理论中，另一个也许是时间最有趣的方面，随着速度的增加和减少，时空旅行谈到了“这种现象，这种现象称为时间膨胀。”对于原子钟喷气和火箭经验中的高精度计时器已证明，飞行后有一定的充气时间，原子钟与火箭一起在飞机上飞行，并将它们与留在地球上的原子钟进行比较，以写下可见的原子钟随着时间的流逝，前者要少于后者。车辆越快，时间就越长。随着长度的变化，fitzpatrick jie使收缩在缓慢的时间里也被谈论。

从上面的公式,我们可以看到对象的变化接近光速,和改变是显而易见的。达到光速的十分之一,时钟只是放缓5%,达到光速的7/8,时钟是减半,达到光速,时间减少到零。目前,世界上最快的宇宙飞船飞行(超过40英里/小时)的速度,它的时间只是放缓了2/100秒,也就是说,在一年半的时间,不到一秒的时间慢了下来。

减速的概念似乎与狭义相对论相矛盾。例如，我们以“孪生”或“时钟clock谬”现象为物理学家。玛丽和贝蒂是双胞胎姐妹。在他们30岁生日那天，玛丽决定前往宇宙中最明亮的小天狼星A。她所乘坐的宇宙飞船的速度是光速的八分之八。在时间上，与地球上的时间相比，航天器上的时间减少了一半。她在地球上来回游荡了大约20年。玛丽回到家，在她的双胞胎妹妹的头上发现了白发。皱纹比她多，玛丽只有40岁，贝蒂只有50岁。时钟也可以显示该时差。

如果运动会导致慢速运动，那么时间长久以来就无法测量绝对运动的参考系吗？如果玛丽比贝蒂年轻，或者宇宙飞船的钟表表明行进时间在继续，那么毕竟在运动中，而不是在移动Betty。Motion不是相对的，而是绝对的。

更令人困惑的是，根据相对论的特殊理论，仍然可以说玛丽飞船以及地球和宇宙的其他部分以七颗8于光速飞船的速度离开玛丽。在这种情况下，停留在地球贝蒂时间将放慢脚步，她将是妹妹十岁。

显然，这不太可能发生。两姐妹不能比彼此年轻。相对论的特殊理论似乎陷入了一个巨大的困境。哲学家和科学家对此问题进行了无休止的辩论。

总而言之，相对论和爱因斯坦的名声得以保留，读者不难发现，玛丽和贝蒂被发现没有时间有任何变化，人们根据自己的参照系都认为时间是正常的。要找到任何变化所花费的时间，必须携带时钟并进行比较，唯一的方法是让一个时钟顺时针旋转，并与另一个时钟相处得很好，或者让时钟完全消失改变时间。在两种情况下，时钟都会加速（科学家认为，加速度是速度或方向改变）。基于相对论直线运动的匀速运动的恒定速度，一旦玛丽的宇宙飞船或贝蒂的地球回圈一圈在家庭中，相对论的特殊理论不再适用。

但广义相对论适用。

中学中文网http://www.ykyz.net/yuwen/book2/kongjian/xiangguang/kongjianxg7.htm

相对论的意义

狭义相对论和广义相对论以来,已经过去了很长时间,它经受住了实践的检验和历史,是人们普遍公认的真理。相对论对现代物理学的发展和现代人类思想的发展阶段有很大的影响。相对论从逻辑统一的意识形态的经典物理学,使经典物理学一个完美的科学体系。狭义相对论在狭义相对性原理的基础上统一的牛顿力学和麦克斯韦电动力学两个系统,指出他们受到狭义相对论原理、牛顿力学是洛伦兹变换协变,只是对象好的近似下低速运动规则。广义相对论和广义协方差的基础上,通过等效原理,建立了一个当地的惯性和常见的参考系数之间的关系,得到了广义协变形式的物理定律,并建立广义协方差的引力理论,牛顿的引力理论是它的第一个近似。这就是从根本上解决物理问题仅限于惯性系数之前,从逻辑上合理的安排。相对论严格检查时间、空间、物质和运动这些物理的基本概念,给出了一个科学的、系统的概念和材料的概念,所以物理逻辑上成为完美的科学体系。

相对论的特殊理论给出了物体在高速运动下的运动规律，并提出质量等于能量，并给出了质量与能量之间的关系。这两个结果对于低速下的宏观物体并不明显，但是在研究微观粒子时它们显示出极其重要的意义。因为微观粒子的运动速度通常更快，并且有些接近甚至达到光速，所以粒子的物理学与相对论密不可分。质量与能量之间的关系不仅为量子理论的建立和发展创造了必要条件，而且为核物理的发展和应用提供了基础。

广义相对论建立了完善的引力理论，而引力理论主要涉及天体。到目前为止，相对论宇宙学得到了进一步发展，引力波物理学，紧凑型天体物理学和黑洞物理学是相对论天体物理学的分支，吸引了许多科学家进行研究。

一位法国物理学家曾经评论过爱因斯坦：“在我们这个时代的物理学家中，爱因斯坦将走在前列。他将并且将成为人类宇宙中最灿烂的恒星之一。” “我认为他可能比牛顿更伟大，因为他对科学的贡献已更深入地进入了人类思想基础的结构。”

本文摘自“百年的科学发现”

广义相对论最能解释牛顿的引力，是力的本质是一种几何现象，对时空弯曲的表现-地球绕着太阳运动，可以想象一块布上有一个苹果，你会发现苹果不再围绕在桌布上了。阶梯桌可以看作是一个时间和空间，在苹果的中间相当于太阳。然后你把橘子扔在桌布上，因为桌布是弯曲的，它迫使太阳绕着橙色运动。

当两个物体互相接近光速,因为相对论否认绝对静止的参照系,比较两个物体之间的速度快,但相对论,认为物体的质量大小和运动速度,如果比快,它必须垂直于两个物体在附件分别在两个对象相等的力。

加速度的低速、小速度、加速度对加速度的大小,有绝对的惯性参照系,称它为一个特殊的专制主义,狭义相对论是光速的介绍一个任意常数定量参考坐标系,确定对象的相互运动,比较两个对象的速度必须有第三个参照系,一个观察者,也就是说,在定量光速恒定的条件下,作为一个统治者,研究其他两个物体的运动。

带来了明显的问题但观察者的引入,天空地面上三年的一天,和孪生佯谬等等,除此之外,物理定律在观察者将转移,必须有理想主义的怀疑。关于特殊的专制主义如何解释物体的运动,在看到标题“雷电突然响了。

爱因斯坦假设:

1.状态变化的物理系统，用来描述状态变化的参考坐标系是在两个坐标系中没有关系的恒速运动时使用的。

2.任何光线的“静态”坐标系统是确定移动c的速度,无论从静止或移动物体发出的光。”