相對論中:時間在狹義和廣義的概念下有什麼不同?

2020-12-03 科學探索家

下面是我們經常會在科普文章看到的一個公式:

這是狹義相對論的結論,物體速度越快,時間過的越慢。

其實難懂是因為大家只針對相對論的結論去思考。如果大家能看看狹義相對論的原理還有一些推導過程,會發現並沒有那麼難以理解,一切都結論都是那麼水到渠成。

狹義相對論兩大原理

光速不變原理(實際叫作光速不疊加更好)狹義相對性原理(後來的廣義相對論,直接推廣為相對性原理)

狹義相對論神奇就神奇在第一條原理。它規定了任意慣性系中光速為恆值。因為這與我們的認定的常識相違背。

由此產生了洛倫茲變換式,也就是那些狹義相對論結論的基礎數學變換式。大家有興趣可以去網上找找看看,不難的。

有了這些變換式,那些像鍾慢尺縮,質量增大,速度疊加 甚至 質能轉換式 也可以推到出來

關於廣義相對論的時間

實際上在相對論中,或者是愛因斯坦從未說過能回到過去啊,穿越未來啊。本身相對論中就是禁止發生這些事的

那麼所謂的時間穿越是怎麼實現呢?

其實很簡單,在狹義相對論中,如果你在一艘超高速的火箭裡,假設運行一年,但地球上已經過了一百年,這時你回到地球,就會發現,人類的社會已經過了100年了,就像穿越到未來一樣。

廣義相對論中

,你可以不需要那麼高速的飛行器,

你可以坐飛船去大質量天體附近逛一圈,比如黑洞

。。。,但是注意不要被吸進去哦,逛完之後再回到地球,

你會發現,雖然你才出去一會會兒,但地球已經過去了數百年!

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相關焦點

  • 狹義相對論和廣義相對論的區別是什麼?
    要了解狹義相對論和廣義相對論的區別,我們首先要搞清楚,這兩個理論大概說了什麼?狹義相對論我們先從狹義相對論說起,其實狹義相對論解決了一個物理學的重大矛盾。在愛因斯坦之前,最成功的兩個理論分別是牛頓提出的牛頓力學和麥克斯韋提出麥克斯韋方程。只不過,這兩個理論有個矛盾,那就是:光速。具體來說,牛頓的理論認為,速度可以不斷地進行疊加,沒有上限,只要你加得上去就行。可是,麥克斯韋方程得出的光速是一個固定值,似乎暗示著光速無論在什麼慣性坐標系下都是一樣的。
  • 狹義相對論和廣義相對論到底有啥區別?
    之前的所有文章,我們多次談到相對論中的時間膨脹和長度收縮概念,其實這裡所說的相對論僅僅是狹義相對論,其中長度收縮僅僅是一種相對效應,也就是地面人看運動的物體,長度變短了,但是運動物體自己看自身,長度依然是沒變的,這就是長度的相對性,如果不理解這個,可以翻翻前面的文章看下。
  • 為什麼廣義相對論比狹義相對論更完善?原因就在這裡!
    愛因斯坦有兩大著名的相對論,一個是狹義相對論,另一個則是廣義相對論。狹義相對論的提出早於廣義,並且狹義相對論的範圍並沒有廣義那麼大,而且不涉及引力。在愛因斯坦提出狹義相對論之後不久大約10年,廣義相對論便誕生了。
  • 狹義與廣義相對論淺說---廣義相對論1
    歡迎廣大宇宙愛好者持續關注我們微信平臺!宇宙解碼公眾平臺即將推出科幻故事連載活動,將會在每周六或周日發布一篇精選科幻故事,覺得好看就分享給朋友吧!裡面都盛著半鍋水。我注意到一個鍋不斷冒出蒸氣,而另一個鍋則沒有蒸氣冒出。即使我以前從來沒有見過煤氣灶或者平底鍋,我也會對這種情況感到奇怪。但是如果在這個時候我注意到在第一個鍋底下有一種藍色的發光的東西,而在另一個鍋底下則沒有,那麼我就下會再感到驚奇,即使以前我來沒有見過煤氣的火焰。
  • 廣義相對論和狹義相對論
    在講解相對論之前我們來講一個小🌰。假如有一個魚缸,魚缸裡的小A魚對其他魚兒說,你看外面的人都歪七扭八的,長得可真奇怪啊,其他小魚表示附和。小A魚的話引起了小B魚的注意,它研究了一下浴缸裡各種物質的運行並總結出規律,被大家奉為神魚。直到有一天,小C魚通過長期以來的分析推測出,提出了魚缸外部「直線運動」的概念,這時所有魚兒都張大嘴巴,吃驚的吐了幾個泡泡,表示不可思議和。
  • 「廣義相對論」和「狹義相對論」都說時間會變慢,有啥區別?
    廣義相對論和狹義相對論我在前面的文章中都講了不少,其中有個效應:時間變慢,不少朋友仍然有很多疑惑,所以今天這期節目就針對「時間變慢」效應給大家再度剖析。這裡的「時間」就好像剛剛討論的「速度」,因為時間和速度一樣,都需要選參考系才有意義。以上就是狹義相對論的「時間變慢效應」的內容。但是大家似乎隱隱感覺A說B時間慢了,B又說A時間慢了,這似乎就是矛盾的?其實內心之所以有這種想法就是因為,內心總是想把A和B的時間進行比較看誰才是真理,其實都是真理,只是參考系不同。
  • 相對論為什麼有「狹義」和「廣義」之分?
    說起愛因斯坦,都知道他提出了著名的相對論。但是你可知道,相對論為什麼有「狹義」和「廣義」之分呢?了解「相對論」對於研究現代物理學的人來說,是十分必要的。據說,相對論的創始人阿耳伯特?愛因斯坦從小就思考這樣兩個問題:(1)如果有人跟著光線跑,並努力趕上它,那麼,這個人將看到些什麼現象呢?
  • 愛因斯坦是如何發現狹義和廣義相對論的?
    有些讀者對這個問題感興趣,他們想知道愛因斯坦是怎麼發現相對論的,是用實驗的方法慢慢驗證推理出來的,還是直接用數學方法和物理思想推出來的。愛因斯坦是怎麼想到要去創立相對論的呢,有哪些時代背景和機緣巧合,為什麼同時代那麼多權威的物理學家都沒有辦到,他一個畢業工作沒幾年的小毛頭是怎麼辦到的?
  • 什麼是狹義和廣義相對論,在現實生活中的意義,與萬有引力的博弈
    什麼是廣義相對論呢,廣義相對論:主要是指空間扭曲,當一個很大的質量的物體可使空間凹陷。太陽周圍的空間在太陽還沒有來之前是一個很平的平面,因為太陽的質量較大使得原本很平的空間,出現了凹陷,而八大行星就是因為凹陷「滾落」下來的。
  • 這很物理:時間的形狀、廣義相對論中的時間測量
    廣義相對論同樣如此,只是其中考慮的除了空間的幾何形狀之外,還有時間的幾何形狀。時間有形狀嗎?這個還是真有。我們回憶經典力學中所有時間測量的方法,都可以歸結為對某種等周期性運動物體的軌跡測量,時間對應的是周期性運動物體在空間中的幾何位置,這就是牛頓力學中時間的幾何形狀。
  • 狹義相對論基本思想及概念梳理(上)
    相對論和量子力學是現代科學的兩大基礎,前者顛覆了物理學中的時空觀,後者顛覆了物理學中的因果律。最近看了點相對論和量子力學的書,本文就狹義相對論的思想和概念做個梳理,不涉及數學形式-偏微分方程的推導。這是一篇讀書筆記,就是撿我覺得重點的寫一寫,有疑惑或不了解的背景知識,你得去問度娘。
  • 愛因斯坦的廣義相對論是什麼?
    如何理解廣義相對論?愛因斯坦的廣義相對論可以用幾個字來表達:「時空告訴物質是如何運動的;物質告訴時空是如何彎曲的。」但是,物理學家約翰·惠勒的這一簡短描述隱藏了一個更為複雜、更深刻的真理。除了量子理論,廣義相對論是現代物理學的兩大支柱之一,即:引力理論和關於行星、星系和整個宇宙的理論。它是愛因斯坦狹義相對論的延伸,但在此期間,愛因斯坦整整花了10年的時間。
  • 牛頓力學、狹義相對論和廣義相對論,通俗的講一下這些不通俗的事
    然而,牛頓力學體系並不完美,甚至可以說並不是一種普遍的規律,其所描述的其實是一種普遍規律之中的一小部分特例,所以,之後便有了愛因斯坦的狹義相對論和廣義相對論,終於算是將力和運動的事情給說明白了。那麼,什麼是牛頓力學、狹義相對論以及廣義相對論呢?這些是複雜而高大上的話題,不是一句兩句,一天兩天能夠說清楚的。
  • 請問,愛因斯坦狹義和廣義相對論是否得到實驗的嚴格驗證?
    請問,愛因斯坦狹義和廣義相對論是否得到實驗的嚴格驗證?這些驗證實驗具體如何做的?狹義和廣義相對論都由愛因斯坦分別在1905年和1915年提出,是世界上最先進的科學理論,為基礎物理奠下了堅實的基礎。也都已經被世界各國嚴格驗證很多遍,種種實驗和觀察都驗證了兩大相對論的正確性,今年的「M87黑洞」照片就是有力的證明。大多數人比較熟知廣義相對論,因為今年4月10日公布過第一張M87黑洞照片,讓大眾上了一堂科普課。而狹義相對論所知者並不多。
  • 同樣是解釋「引力現象」,萬有引力定律和廣義相對論有什麼區別?
    如今我們熟悉的「質量」、「力」等概念,就是牛頓下的定義。 狹義相對論 我們都知道相對論還分為狹義相對論和廣義相對論
  • 狹義相對論:時間膨脹
    愛因斯坦的相對論分成狹義相對論和廣義相對論兩部分, 其中狹義相對論主要是針對高速運動的物體的規則。
  • 根據狹義和廣義相對論,天宮二號上的時間比地球上快還是慢?
    根據相對論的時間膨脹效應,由於天宮二號在太空中飛行,那上面的時間流逝速率與地球上相比會有所不同。不過,只有在接近光速和強引力場的情況下,時間膨脹效應才會變得很顯著。天宮二號和地球的時間流逝速率差異其實很小,小到只有用原子鐘才能測出來。
  • 伽利略相對性原理,狹義相對性原理,廣義相對性原理,什麼特點?
    下面分別說一下伽利略相對性原理,狹義相對性原理,廣義相對性原理。各有什麼特點?一.伽利略相對性原理什麼是伽利略相對性原理呢?顯然,這個原理是力學中的伽利略相對性原理的推廣。同時,愛因斯坦提出了「光速不變」原則,這一理論豐富並發展了伽利略的相對性原理,使物理學進入相對論時代。但是,狹義相對論並不能完全解釋時空概念,因此,之後的廣義相對論的提出,對相對性原理的解釋更近了一步。
  • 廣義相對論中引力是如何使時間變慢的?
    按照狹義相對論,運動的尺會縮短,運動的鐘會變慢,這是狹義相對論的「尺縮鍾慢」效應、尺縮鍾慢的意思是,當你測量一個距離,比如地球到月球的距離,你靜止的時候測量到的地月距離是l,當你駕著飛船從地球高速飛向月球時測量到的距離就會小於l,並且速度越大測量到的地月距離就越短。狹義相對論有一條基本原理叫相對性原理,意思是物理規律在所有的慣性系中具有相同的表現形式。
  • 廣義相對論(1)
    當然在這個序列中肯定還會提一下牛頓引力在當時看來的一些問題比如水星近日點進動,這標誌著牛頓引力存在缺陷甚至是根本性的紕漏,所以需要「升級」。這是最一般的歷史流程,我們從狹義相對論出發,自然地將各種線索串聯起來,並最終得到了廣義相對論。