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光是时空的尺度,理解洛伦兹变换

  光速恒定,时间就是相对的,上帝给人类关上了一道门,同时也打开了一扇窗。
  上帝为人类生活的世界封印了一个速度上限,即光速,星际之间又是那么遥远,离地球最近的另一颗恒星也有4.2光年,太阳所在的星系即银河系直径高达20万光年,人的寿命不到百年
  想要完成星际旅行,即使只在本星系内游玩,看起来也不现实,直观的想法,想完成10万光年旅行,就算飞船速度接近光速,也要10万年以上时间,而人类有记载的历史也才不到1万年。
  然而这个直观的想法是错的,上帝给人类关上一道门,同时也打开了一扇窗,即,虽然速度有上限,但是时间是相对的,只要你造的飞船速度足够接近光速,洛伦兹因子就会变得很大,
  时间膨胀效应就会很明显,也就是动钟就会变得足够慢,理论上,飞船上1年,地球上1万年也是可能的。
  事实上,洛伦兹因子是个简单的函数,当速度趋近光速时,分母趋近于0,结果就会趋近无穷大。飞船上1年,地球上1万年,只需要洛伦兹因子为1万,对于无穷大来说,1万算什么?
  一个常见的提问是,如果你的速度可以达到光速,将会发生什么?很简单,你的时间不存在了。
  数学上说,分母为0,无意义,具体来说,只能考虑速度无限趋近光速,很显然,结果就是洛伦兹因子无穷大,你的时间变得无穷慢,也许你的一秒钟没到,太阳地球就灰飞烟灭,几十亿年过去了。
  光是时空的尺度,理解洛伦兹变换。
  洛伦兹
  洛伦兹变换的奇特之处在于,公式并没有指出哪个参照系,也就是参照系随便定,公式不变。
  重申前面我提到的一个结论,网上关于双生子佯谬的解释大多是不准确的,分水岭是要明确,单程并不一定飞船人年轻。
  虽然参照系可以随意指定,但是一旦确定了参照系,相关结论是不变的,比如动钟变慢,动尺收缩。
  洛伦兹变换约束了两个坐标系之间的变换,但并没有给出哪个坐标系静止还是运动,所以,没有其他条件,只能继续假设,
  在静止坐标系,时间在每个地方都是均匀流逝且同步,但变换到运动坐标系,则每个地方都有自己的本地时钟。
  一个困惑我许久的问题是,在洛伦兹正变换公式下,
  洛伦兹正变换
  令x=0,则可以得到关系式, t"= γ t ,这和动钟变慢的关系式刚好相反。
  解释就是, t"= γ t 里的 t"对应的是运动坐标系下不同的地方的时间,也就是,每个t"数值对应的都是不同的x"坐标。
  想得到动钟运行的快慢情况,需要使用洛伦兹逆变换公式,
  洛伦兹逆变换
  令x"=0,即可以得到动钟变慢的关系式, t= γ t" 。
  光速不变和洛伦兹变换的兼容,考虑x=ct, 其意义是在坐标原点发出一束光,考虑光前进到达的位置和时间的关系。
  代入到洛伦兹变换关系式,很容易得到x"=ct",其意义是在运动坐标系,该束光的速度不变,无论u是多少。
  信息量更大的描述是,(ct,t) 对应 (c"t",t"),洛伦兹变换表达的就是物理事件在两个坐标系之间的换算关系。
  更加深刻的洞察,洛伦兹变换表达的是,我们所处的物理世界,是一个所谓闵可夫斯基空间,时空是有机联系在一起的,在这个空间里,无论在哪个惯性参照系,不变的是时空距离。
  从这里也可以看到,数学家就是技高一筹。
  闵可夫斯基
  稍微了解闵可夫斯基空间,解释双生子佯谬会变得非常浅显。

种群数量不到50只它们是地球上最与世隔绝的动物它们生活在世界上最干燥的环境之一,美国莫哈韦沙漠的心脏地带。这张图片包括了此物种的全部自然分布范围,具有所有脊椎动物中最小的地理分布。面积大小只有6米长3米宽,是它们摄食和产卵的唯天文学家第一次观测到黑洞诞生导语WM凯克天文台观测到第一次观测到黑洞诞生,它坐落在距离我们2亿光年的星系CGCG137068的一角。去年6月,天文学家注意到大力神星座出现了一个神秘明亮的天体。在两周多一点的时观测宇宙那些事,太空望远镜是如何帮助科学家观察宇宙的呢?写在前面眼睛是我们心灵的窗户,因为有眼睛的存在,所以我们看到了这万千世界,无数的光芒通过眼睛成为了一次次美好的回忆,比如爱人的笑容,母亲的面庞,父亲的严肃的眼神等等但是天文学上,宇英媒NASA称有望很快发现火星生命英媒称,美国航空航天局(NASA)局长吉姆布里登斯廷说,可能很快就会发现外星生命。据英国每日邮报2月22日报道,布里登斯廷当天在华盛顿对听众说,他的专家团队可能会有历史性的发现。在天涯海角迄今最清晰的照片传回地球这张照片由新视野号拍摄的9张天涯海角的照片综合而成。来源美国太空网科技日报记者刘霞据美国太空网近日报道,由美国国家航空航天局(NASA)的新视野号探测器拍摄的天涯海角(Ultima深入地球内部,揭开地球深处钻石形成的秘密!博科园本文为地球科学类了解全球碳循环为科学家提供了有关地球可居住性的重要线索。这就是为什么与金星相比,地球有温和稳定的气候和低二氧化碳的大气层。例如,金星处于失控的温室状态,表面温10亿年前太阳系曾有三颗地球,为何如今仅剩一颗?太阳系一直都只有一颗地球,10亿年前太阳系曾有三颗地球的说法纯属谣言我们的太阳系诞生于46亿年前坍缩的分子云中,高速旋转的恒星盘在产生恒星后,剩余物质在太阳引力作用下慢慢凝聚成星球地球上为什么有这么多水,这些水都从哪里来?水资源地球上约30是陆地,却有约70是海洋。在南极和北极也有大量的水冻结成冰,这些水从哪里来是一个很好的问题。科学家们对此已经思考了很长时间。我们仍然不太确定,但它可能是两个地方的超光速真的可能存在!你应该知道的科学真相2011年9月22日,自然杂志报道了一条科学新闻,意大利格兰萨索实验室的奥佩拉项目的研究人员在接收730公里外的发射的中微子束时,发现中微子速度达到了299798454米秒,这比光国际空间站将首次迎来阿联酋宇航员央视网消息当地时间25日,阿联酋穆罕默德本拉希德航天中心在迪拜宣布将于今年9月将一名阿联酋宇航员送入国际空间站,这也将是国际空间站首次迎来阿联酋宇航员。在当天召开的新闻发布会上,穆人类不能指望太阳活动减弱摆脱气候变化问题!新的研究表明人类不能指望太阳活动减弱能在不久的将来帮助我们摆脱气候变化问题。太阳活动的盛衰以11年为一个周期,科学家们在过去的几个世纪里通过仔细追踪太阳黑子(太阳黑子是太阳上黑暗的
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