如何生動形象的理解相對論中同時的相對性?

2020-12-05 科學塢

我手裡現在就拿著愛因斯坦的《相對論》一書。書中愛因斯坦用的是在列車上的乘客看到的相對於路基同時發生的事件,但是對於列車上的乘客不是同時的例子。

私以為,這樣的講解已經是非常的生動形象了。我與愛因斯坦的水平差之千萬裡,當然不可能更生動的講解。不過我還是想再換個例子來說說這個問題,希望能對題主有所幫助。

每個晴朗的夜晚,我們都可以仰望星空,遙遠的星星就像一顆顆的寶石,鑲嵌在天穹之上。這是我們每個人都會有的感受。

其實,這樣一幅星空的畫面就是相對性的同時性最直接的畫面。這一切都源自真空中光速不變。

當我們看到滿天的星鬥那一瞬間,對於我們來說,所有的星光都是同時進入我們的眼睛的。但由於不同的星星於我們的距離不一樣。同時到達我們眼中的星光,其實是不同時間裡面發出來的光,它們不是同時發出的。

另一個比較容易的理解是,當我們按下快門時,距離相機不同距離的物體發出的光,會在快門關閉之前,在底片上曝光。由於光速不變,不同距離的物體發出的光其實不是同時發出的,而是越遠的物體,其經歷的時間越長。

正因為真空中光速不變,以有限的速度傳播,所以,我們看到的一切其實都是歷史,我們看到的星空則即是空間也包含時間。

結束語

其實相對性的同時性其本質是由於光以有限速度傳播。由於我們用於同步鐘錶的最佳手段就是光(電磁波),正是由於這種基於光速傳遞信息的方式,導致了相對性的同時性。

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