重新定义了时间和光速,爱因斯坦告诉你为何不能超越光速
一百多年前,相对论横空出世,彻底打破了人们几千年来形成的固有思维方式,让人类领略到了相对的时空观。
爱因斯坦提出狭义相对论的一个重要前提就是"光速不变原理"(还有一个是相对性原理),这个原理表明,无论我们如何测量光速,无论在什么地方,在什么样的运动状态下测量光速,得到的光速都是不变的。
举个例子,我静止在地面上,你以99%的光速飞行(假设你可以做到)。那么在你和我眼里,地面上的路灯发出的光线的速度是多少呢?
在我眼里,光线的速度是光速,这很容易理解。但是在你眼里呢?
由于你的速度达到99%光速,是不是意味着在你眼里,光线的速度只有1%光速呢?(简单的速度叠加,光速减去你飞行的速度)。
事实上并非如此,无论你的速度多快,你看到的光线速度都是光速。
而如果你拿着一个手电筒以99%光速飞行,在我眼里手电筒发出的光的速度并不是光速+你的速度(也就是199%光速),而仍旧是光速。
光速不变原理其实就是一个假设,也可以说是公理,无需证明,但绝非随意的假设。
由于爱因斯坦提出新的时空观完全颠覆了人们的传统认知,直到今天仍旧有不少人不愿意接受狭义相对论,更不要说一百多年前爱因斯坦刚刚提出狭义相对论时,当时的人们认为爱因斯坦的观点太激进了,根本不愿意接受。
但是随着时代发展,科学家不断对狭义相对论进行各种实验验证,结果都证明了狭义相对论的正确性。如今,狭义相对论的理论早已应用到我们身边每个角落。
最好的例子就是导航定位系统,开车的朋友都离不开定位系统。
简单来讲,导航定位是利用地球上空的卫星进行准确定位,为了保持足够的精确性和一致性,必须要做到卫星时间与地面时间完全同步一致才行,否则导航就会失效。
而由于卫星相对地面的速度很快,就会出现时间膨胀效应,卫星上的时间会比地面的时间慢,每条慢大约7微秒左右(也就是百万分之一秒)。不要小看如此短暂的时间,积累下来也会造成明显的时间错乱。
狭义相对论不仅仅告诉了人们时间和空间是相对的,速度越快时间就越慢,会引起时间膨胀效应和尺缩效应,同时也告诉了我们光速不仅仅是恒定的,而且光速也是宇宙速度极限,没有什么东西能超越光速。
狭义相对论中还有一种效应叫做"质增效应",速度越快,质量就越大。当速度无限接近光速时,质量就会变得无穷大,想要再加速就需要无穷多的能量才行,整个宇宙的能量都无法做到,这现实是不可能的,也是为什么任何物体都无法达到或者超越光速的原因。
爱因斯坦的相对论经受了一百多年的考验,如今早已成为现代物理学大厦的两大基石之一(另一大基石是量子力学)!
为什么我们永远看不到现在?首先说一下,我们之所以能看到物体事情的发生,是因为物体或者事情的发生发出或者反射光线到我们的眼睛里在视网膜上成像。那么光的传播是需要时间的(约30万公里秒),也就是说距离你再近的物
气候研究表明由于全球变暖亚洲山区发生洪水风险大增一个由瑞士和国际气候科学家组成的团队表明,喜马拉雅地区和青藏高原的冰川湖爆发洪水的风险在未来几十年内可能增加两倍。地球的第三极,即亚洲的高山山脉,承载着极地以外最大数量的冰川。一个
科学家们表明,藻类可以只利用火星资源就可以生长行星殖民的影响是巨大的。NASAJPLCALTECH未来主义生命自有出路一项新的实验表明,在火星上种植细菌(微藻)是可能的为在这颗红色星球上进行自我维持任务的想法注入生命。周二发表
如烧烤炉中的灰烬,切尔诺贝利的核反应再次死灰复燃35年前,苏联的切尔诺贝利核电站发生了核事故,核反应堆被深埋地下,铀等燃料也在其中堆积。目前,谢菲尔德大学的核材料化学家NeilHyatt说切尔诺贝利的核反应堆,就像烧烤炉里的余烬
万卫星院士从深空探测大国迈向行星科学强国万卫星1,2魏勇1,2郭正堂1,2徐义刚3,2潘永信1,21中国科学院地质与地球物理研究所2中国科学院大学3中国科学院广州地球化学研究所探索浩瀚宇宙,是全人类的共同梦想。作为正在崛
土星有一个奇特干净的对称磁场,我们终于知道为什么?土星确实在太阳系行星中脱颖而出,这不仅是因为其光环系统光彩夺目。它的磁场也很奇特。与其他行星不同,土星的磁场具有离轴场,围绕其旋转轴几乎是完全对称的。这个奇特的磁场以及耗时数月的N
迄今为止!最遥远的类星体以超大质量黑洞为星核的活跃星系天文学家们发现了迄今为止最遥远的类星体,与在这个距离上观察到的其他类星体一样,它同时展现了一个巨大的问题在它存在的时空里,该活动星系核的供能黑洞实在太大了。根据该类星体在宇宙空间中
科学家拍摄到大爆炸后38万年后的宇宙图片,称之为上帝的面容我们的宇宙从极小的点,扩大到以光年计算的规模,在最初的三分钟,宇宙中发生了所有最惊人的转变。即使你身临其境也无法看到这些景象。每当我们仰望天空,就看到数十亿年前的景象,我们想当然地
以虚绘实,量子理论,离不开复数吗?新研究发现描述现实可能需要虚数只要标准量子理论站得住脚,虚数就是至关重要的。(图解贝尔实验基于量子纠缠,为了测试虚数在描述现实中的重要性,研究人员采用了升级版的贝尔实验。图源尤里克
石墨烯和石墨到底有没有关系?石墨烯科学家撕出来的诺贝尔奖!英国曼彻斯特大学物理学家安德烈盖姆和康斯坦丁诺沃肖洛夫,用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯,他们先是从高定向热解石墨中剥离出石墨片来,然后把它粘在
湿法和颗粒去除工艺引言本文考虑了范德华相互作用的2个数量级范围,以考虑了实际粒子的形状和材料,将这些相互作用与静电电荷阻力表面张力冲击波高加速度和气溶胶粒子所产生的排斥力进行相互比较,可以预测不同清