相對論質增是個效應,還是真的有物質增加?比如毛髮的有機分子?

2021-01-21 宇宙新思維

這是一個網上提問,咱們先來看看題主的問題描述,然後再來回答一下吧:

題主的問題描述

這是完全沒學過相對論才會有這些問題。咱們先看相對論中的質量公式:

(其中m為物體質量,m0為物體靜質量,Ⅴ為物體運動速度,C為光速。)由上式可以看出,當Ⅴ增大,分母根式變小,m則增大。

相對論的質增效應公式說的是物體的動質量,又叫相對論性質量,不是物體的靜質量。靜質量就是物體相對(地球)靜止時的質量,是與物體同一參考系中的觀察者測量的質量。比如說你描述中說的,相對於地球的亞光速飛船上的一根1釐米長頭髮,在相對頭髮靜止的飛船裡測量的頭髮質量就是頭髮的靜質量。動質量是什麼呢?在地球這個參考系的觀察者測得的這根頭髮質量就是這根頭髮的動質量。所謂靜質量和動質量是在不同參考系的不同觀察結果,應該說都對。說白了質量是相對的,靜質量不具有任何優越性。

相對於地球來說,飛船上的這根頭髮確實變短了,質量確實增加了(至於你說的頭髮質增則長度體積增加了,這是不可能的,運動物體質量增加恰恰是伴隨著運動方向上的長度收縮,質增和尺縮是一回兒事,不能當成兩回事來說);但對於飛船來說,這根頭髮的質量、長度和從地球出發時相比沒有任何變化。這沒有變化,從哪來的有機分子增長?

你說的「質增」、「尺縮」和「不變」是不同參考系的不同觀察結果和效應,不是物體在物理上、化學上有了什麼變化,這種效應與物體的材料無關。當然這種不同既是觀察效應,也是真實的,這種不同是相對性的體現,並不是真的有物質增加。

飛船飛飛停停,頭髮的靜質量和體積也不會積累增大。當它飛的時候,在地面看來質量增加,尺寸變短,但當它停下來時,在地面看來質量又減小到靜止質量,尺寸又變回原來。而對於飛船來講,不管是飛還是停,頭髮的質量和尺寸一直不變。還是那句話:不變,哪來的有機分子的生長?飛飛停停,有機分子壓根沒有生長。換句話說,在地面看來的質量增加和尺寸縮小效應,在飛船看來一點也沒有,它覺不出自己變重了。一句話:質量的相對性並不是物質物理和化學組成成分的變化。

有關知識背景

題主有這種想法並不奇怪,別說是咱們普通人,就是一些物理大師,比如說物理學家洛倫茲堅持認為絕對靜止以太的存在,

他為了解釋邁克耳遜――莫雷的以太漂移實驗,提出相對以太運動的物體,其運動方向上的長度縮短了,他認為這種縮短並不是觀察效應,而是物質在物理和化學組成上真的變化了。他從物體運動發生收縮推出著名的「洛倫茲變換」和質量與速度關係式,認為質量的增大是物質成分真的增加,他到死也不接受相對論。在相對論以前,在洛倫茲理論中,洛倫茲變換所引入的量僅僅看作是數學上的輔助手段,並不包含相對論的時空觀。

愛因斯坦與洛倫茲不同,以觀察到的事實為依據,立足於相對性原理和光速不變原理兩條基本原理,重新定義運動、時間、空間等基本概念,賦予洛倫茲變換新的物理意義,最終建立相對時空觀。

相關焦點

  • 愛因斯坦的質能公式與狹義相對論自相矛盾嗎?
    質能方程與狹義相對論並不矛盾,因為質能方程的基礎就是狹義相對論,或者說我們可以從狹義相對論出發推導出質能方程,既然如此,又何談自相矛盾一說呢?狹義相對論的兩大基本原理是:光速不變原理和狹義相對性原理,由此可以推導出狹義相對論的核心——洛倫茲變換,而有了這個變換之後,狹義相對論的一切推論就有了基礎,比如著名的時間膨脹、量尺縮短、質量增加等等其中題目說的質能方程也是它的推論,最早是發表於《物體的慣性取決於它的能量含量?》一文,時間是1905年9月。
  • 有機物質和有機質有什麼區別?
    有機物質本身在土壤中是不能穩定存在的,它們被微生物轉化成抗分解狀態的有機質,即腐殖質。有機物質非常容易分解,在土壤中有高達90%的有機物質會因為分解而迅速消失。與之相比較,有機質在土壤中是穩定的。通常,每年只有大約5%被礦化分解。如果溫度、氧氣和溼度條件有利於分解,則分解速度會增加。我們在土壤檢測中所分析的,一般都是指這一類穩定的有機質。
  • 土壤有機質
    它與土壤的結構性、通氣性、滲透性和吸附性、緩衝性有密切的關係,通常在其他條件相同或相近的情況下,在一定含量範圍內,有機質的含量與土壤肥力水平呈正相關。在農業中土壤有機質主要來自作物根的分泌物、根茬、枯枝落葉以及人們每年施入的有機肥料(綠肥、堆肥、漚肥和廄肥等)。土壤有機質是土壤肥力的物質基礎,其含量的高低是評價土壤肥力的重要標誌。
  • 我國大多數土壤有機質含量不足1%,提升土壤有機質有多難?
    大家都知道,土壤有機質含量對果園生產十分重要。一個豐產穩產的果園土壤有機質含量一般要達到3%以上,越高越好,最好能達到5%-8%,這樣不僅可以提高果品品質,還可以有效減少投入成本,使果園進入品質好、效益高的良性循環狀態。
  • 如何提高土壤有機質,實現藏糧於地?
    -11-21 20:49:15 來源: 話說三農 舉報   如何提高土壤有機質
  • 修正《相對論》的質速關係
    這是《相對論》的尺縮鍾慢效應,這個效應在觀察μ介子的時候得到驗證。《相對論》還有一個結論是關於質速關係的:物質的質量不是固定不變的,物質的運動速度越快,質量會越大,光速是宇宙的極限速度,當速度無限接近光速時,物質的質量會達到無窮大。在測量加速運動電子的荷質比的時候確實發現了電子的質量增加現象。
  • 物理學停滯還是到了瓶頸期?難道之前的基礎理論真的有問題嗎?
    經典力學是研究物質的理想物理學。然而,宇宙是一個有機整體,其除了含有作為物理對象的物質之外,還擁有作為物理背景的空間。正是由於空間的存在,物質的行為受到了限制,而且使不同的物質之間建立起了相互的聯繫。在宏觀的範圍內,空間效應是可以忽略不計的。
  • 愛因斯坦:幫我打開棺材,我看誰又在誤讀我的質能方程!
    質能等價方程也是在那年年底誕生的,同時還有著名的《狹義相對論》,不過《狹義相對論》較早一點,而質能等價可以說是《狹義相對論》的延續。愛因斯坦基於光速不變原理和相對性原理,兩條公理推導出了《狹義相對論》的全部,其中質增效應描繪質量也是相對的與速度相關。
  • 網友問:愛因斯坦的質能方程,是怎麼推導出來的?
    利用洛倫茲變換,很容易推導出質能方程。質能方程是愛因斯坦,在1905年發表的論文《物體慣性時候決定其內能?》中提出來的,描述了物質的質量和能量之間的關係。利用相對論質增關係,然後結合動量定理和動能定理,就可以推導出質能方程。相對論動能E=mc^2-m0c^2=Δmc^2,其中Δm=m-m0。描述:一個物體包含的總能量,可以分為相對論質增效應的能量,和一個固有能量m0c^2。
  • 尺縮鍾慢效應已證明無比正確為什麼還有人說相對論不堪一擊?
    有人出了一個這樣的題:相對論為啥不堪一擊?此人還舉了一個例子:相對論說在光速飛船上時間停止,那在飛船上有一個割腕自殺者,如果時間真的停止,豈不是自殺者就沒時間失血了?我想,出這個題的人一定是得了「妄想症」,否則怎麼會閉著眼睛說瞎話還用詞這麼貶損呢?這就把相對論擊垮了?
  • 一口氣搞懂質能方程
    物質的量是起源於同一物質密度和大小聯合起來的一種度量。反正不管咋說,牛頓的表述至少讓我們明白一點,那就是「質量」和「運動」無關,無論你跑多快,你的質量就在那裡,不增也不減。牛頓的看法其實也是20世紀之前,科學界的普遍看法。
  • 為什麼每次提出超光速時,大家總是用相對論反駁?
    狹義相對論中認為沒有什麼物質的速度可以超過光速,當然現在看來並不準確,因為沒有考慮到空間的因素,即空間膨脹並沒有受到光速的限制!而這個問題在廣義相對論中已經被修正!三、狹義相對論是如何驗證的?狹義相對論中主要描述哪幾個與光速有關的理論?
  • 你能聽懂的狹義相對論
    牛頓,這個應該是家喻戶曉的人物了,在物理學和數學上都有很高的造詣。物理學上,發現了牛頓三大運動定律,這三個看似簡單的運動定律,卻夯實了力學基礎,對其他學科的發展也起到了巨大的作用。伽利略和牛頓代表著經典物理學。
  • 如何提高果園土壤有機質?這些方法最實用!
    土壤有機質可直接為果樹生長提供相當數量的營養元素和生理活性物質,與果樹產量、果實品質密切相關,是果園能否高產、穩產及優質果品生產的基本條件。土壤有機質增加後,果樹根系活力增加,根系對養分的吸收和向果實中轉移能力加強,也可促進根系生長,使根系在深層土壤中的分布增加,延緩衰老。 腐殖質還能提高土壤酶活性,增加果樹對養分的吸收能力,從而促進果樹生長。另外,腐殖質還含有一些生理活性物質,如胡敏酸、聚酚和醌類物質,刺激果樹的生長。
  • 土壤有機質礦化研究獲系列進展
    有機物質輸入被認為是維持和提升土壤有機碳的重要措施。然而,外源有機物質輸入未必一定提升土壤有機碳含量。土壤有機碳庫的大小取決於碳輸入和碳輸出的動態平衡過程,其中,聯繫碳輸入和碳輸出的一個重要過程是外源有機物質對原有土壤有機質的激發效應(Priming effect)。激發效應指外源有機物料的投入使土壤中原有有機質的礦化速率發生改變的現象。
  • 一口氣通俗理解《狹義相對論》時間膨脹效應
    大人說:「你倆說的都挺對,因為無論是在地球上靜止的房子裡,還是在地球上勻速運動的空間中,物理性質都是一樣的,拋出去小球的軌跡也是一樣的,除非看到外面世界,觀察外面的參考物,例如:山水、樓房,才可以判斷我們的狀態。」——這是相對論背後的核心思想,也是為什麼我感覺不到地球圍繞太陽的運動或太陽系在銀河系中運動的原因。
  • 什麼是土壤有機質?有什麼作用?
    為了便於大家對土壤有機質的了解,小編從土壤有機質的概述、主要作用、分析方法等方面做了以下總結。土壤有機質是指以各種形態存在於土壤中的各種含碳有機化合物。廣義地講它包含各種動植物殘體、微生物體及其會分解和合成的有機化合物。其中,腐殖質是土壤有機質的主體。
  • 為什麼說腐植酸是最好的有機質?
    綜上,有機質≠腐植酸,是腐植酸一定是最好的有機質。 (2) 腐植酸具有很大的比表面積,對有機,無機物均有很強的吸附作用,與農藥配伍,會形成一些配合體,從而起到使藥效緩慢釋放的效果。 (3) 由於腐植酸分子官能團中含有氨基、S-基,可降低農藥對人畜的毒害作用,從而在一定程度上提高農藥施用後的安全性。
  • 狹義相對論與質能公式
    而在狹義相對論中,時間和空間是時空的不同分量, (t,x) ,一切的矢量都要推廣到閔氏空間,而根據上述的倆定理,我們也可以初步推測,動量和能量也可以組成閔氏矢量 (E,p) 。同時,動量定理和動能定理我們也認為是一個一般的定理,因此在狹義相對論下也成立。但是此時的動量和動能的形式就得發生變化了。經典的動量寫作:
  • 土壤有機質有什麼作用?看懂了才能做好農業
    土壤中的有機質是存在於土壤中的所有含碳的有機物質,包括各種動植物殘體、微生物及其分解和合成的各種有機質。土壤有機質是土壤固相部分的重要組成成分,儘管土壤有機質的含量只佔土壤總量的少部分,但在土壤肥力和植物營養中具有多方面的重要作用,主要包括以下幾個方面:01提供作物需要的各種養分土壤有機質不僅是一種穩定而長效的氮源物質,而且它幾乎含有作物和微生物所需要的各種營養元素。土壤有機質經礦質化過程釋放大量的營養元素為植物生長提供養分。