爱因斯坦的相对论是如何解释的
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解决时间 2021-05-08 06:24
- 提问者网友:低吟詩仙的傷
- 2021-05-07 16:10
爱因斯坦的相对论是如何解释的
最佳答案
- 五星知识达人网友:撞了怀
- 2021-05-07 17:27
相对论要求物理定律要在坐标变换(洛伦兹变化)下保持不变。经典电磁理论可以不加修改而纳入相对论框架,而牛顿力学只在伽利略变换中形势不变,在洛伦兹变换下原本简洁的形式变得极为复杂。因此经典力学与要进行修改,修改后的力学体系在洛伦兹变换下形势不变,称为相对论力学。
狭义相对论建立以后,对物理学起到了巨大的推动作用。并且深入到量子力学的范围,成为研究高速粒子不可缺少的理论,而且取得了丰硕的成果。然而在成功的背后,却有两个遗留下的原则性问题没有解决。第一个是惯性系所引起的困难。抛弃了绝对时空后,惯性系成了无法定义的概念。我们可以说惯性系是惯性定律在其中成立的参考系。惯性定律实质一个不受外力的物体保持静止或匀速直线运动的状态。然而"不受外力"是什么意思?只能说,不受外力是指一个物体能在惯性系中静止或匀速直线运动。这样,惯性系的定义就陷入了逻辑循环,这样的定义是无用的。我们总能找到非常近似的惯性系,但宇宙中却不存在真正的惯性系,整个理论如同建筑在沙滩上一般。第二个是万有引力引起的困难。万有引力定律与绝对时空紧密相连,必须修正,但将其修改为洛伦兹变换下形势不变的任何企图都失败了,万有引力无法纳入狭义相对论的框架。当时物理界只发现了万有引力和电磁力两种力,其中一种就冒出来捣乱,情况当然不会令人满意。
爱因斯坦只用了几个星期就建立起了狭义相对论,然而为解决这两个困难,建立起广义相对论却用了整整十年时间。为解决第一个问题,爱因斯坦干脆取消了惯性系在理论中的特殊地位,把相对性原理推广到非惯性系。因此第一个问题转化为非惯性系的时空结构问题。在非惯性系中遇到的第一只拦路虎就是惯性力。在深入研究了惯性力后,提出了著名的等性原理,发现参考系问题有可能和引力问题一并解决。几经曲折,爱因斯坦终于建立了完整的广义相对论。广义相对论让所有物理学家大吃一惊,引力远比想象中的复杂的多。至今为止爱因斯坦的场方程也只得到了为数不多的几个确定解。它那优美的数学形式至今令物理学家们叹为观止。就在广义相对论取得巨大成就的同时,由哥本哈根学派创立并发展的量子力学也取得了重大突破。然而物理学家们很快发现,两大理论并不相容,至少有一个需要修改。于是引发了那场著名的论战:爱因斯坦VS哥本哈根学派。直到现在争论还没有停止,只是越来越多的物理学家更倾向量子理论。爱因斯坦为解决这一问题耗费了后半生三十年光阴却一无所获。不过他的工作为物理学家们指明了方向:建立包含四种作用力的超统一理论。目前学术界公认的最有希望的候选者是超弦理论与超膜理论。
狭义相对论建立以后,对物理学起到了巨大的推动作用。并且深入到量子力学的范围,成为研究高速粒子不可缺少的理论,而且取得了丰硕的成果。然而在成功的背后,却有两个遗留下的原则性问题没有解决。第一个是惯性系所引起的困难。抛弃了绝对时空后,惯性系成了无法定义的概念。我们可以说惯性系是惯性定律在其中成立的参考系。惯性定律实质一个不受外力的物体保持静止或匀速直线运动的状态。然而"不受外力"是什么意思?只能说,不受外力是指一个物体能在惯性系中静止或匀速直线运动。这样,惯性系的定义就陷入了逻辑循环,这样的定义是无用的。我们总能找到非常近似的惯性系,但宇宙中却不存在真正的惯性系,整个理论如同建筑在沙滩上一般。第二个是万有引力引起的困难。万有引力定律与绝对时空紧密相连,必须修正,但将其修改为洛伦兹变换下形势不变的任何企图都失败了,万有引力无法纳入狭义相对论的框架。当时物理界只发现了万有引力和电磁力两种力,其中一种就冒出来捣乱,情况当然不会令人满意。
爱因斯坦只用了几个星期就建立起了狭义相对论,然而为解决这两个困难,建立起广义相对论却用了整整十年时间。为解决第一个问题,爱因斯坦干脆取消了惯性系在理论中的特殊地位,把相对性原理推广到非惯性系。因此第一个问题转化为非惯性系的时空结构问题。在非惯性系中遇到的第一只拦路虎就是惯性力。在深入研究了惯性力后,提出了著名的等性原理,发现参考系问题有可能和引力问题一并解决。几经曲折,爱因斯坦终于建立了完整的广义相对论。广义相对论让所有物理学家大吃一惊,引力远比想象中的复杂的多。至今为止爱因斯坦的场方程也只得到了为数不多的几个确定解。它那优美的数学形式至今令物理学家们叹为观止。就在广义相对论取得巨大成就的同时,由哥本哈根学派创立并发展的量子力学也取得了重大突破。然而物理学家们很快发现,两大理论并不相容,至少有一个需要修改。于是引发了那场著名的论战:爱因斯坦VS哥本哈根学派。直到现在争论还没有停止,只是越来越多的物理学家更倾向量子理论。爱因斯坦为解决这一问题耗费了后半生三十年光阴却一无所获。不过他的工作为物理学家们指明了方向:建立包含四种作用力的超统一理论。目前学术界公认的最有希望的候选者是超弦理论与超膜理论。
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- 1楼网友:一叶十三刺
- 2021-05-07 21:27
广义的相对论是指相对概念的论述,最常见的相对概念是大-小、多-少,相对于1,10是多的,相对于100,10是少的。通常所说的相对论,特指爱因斯坦相对论。 相对论的产生,全部是由特定的人从特定的角度去论述问题,而全面的论述问题,无论何人,都会同意,就是客观论述就是科学规律,因此科学不存在相对论。 爱因斯坦相对论本是用来解释运动速度接近测量速度时会发生什么现象的。因速度是相对的,因此各种测量速度,都有相对接近的情况出现,所以相对论应有更广泛的使用范围。 爱因斯坦的相对论是为解释接近光速高速运动的粒子,运动规律不符合牛顿定律,而符合洛伦兹规律的原因而发现。 为此他做了两条假设:不同参照系的运动规律,存在相同的数学形式;光速在不同参照系中相同。 狭义相对论讲惯性系中存在相对论效应。 爱因斯坦由算式推导出钟慢、尺缩、空间弯曲等结果,与传统定义不同。
但是今天,我们发现光的粒子说不象爱因斯坦时代那么牢固,很多现象,用波的规律都可解释,爱因斯坦的假设也不具有普遍规律,按照现在的发现,可以有一个适应性更广的相对论且与所有理论兼容,其推导仅需要对原相对论做一点修正,不需要进行推导假设。
当钟以接近声速远离时,由于声音传递需要时间,听到的钟声比本地的钟慢,当钟以接近光速远离,由于光传递需要时间,看到的钟比本地的钟慢,这才是爱因斯坦计算出的钟慢效应的本质。
光是纯粹的波,相对论效应只是测量效应,由于测量速度而引入的效应。爱因斯坦的相对论是需要修正的相对论。 爱因斯坦推导相对论时,根本没有排除这个效果,他的推导存在一个巨大的漏洞!因此说爱因斯坦的理论是需要修正的理论。
- 2楼网友:七十二街
- 2021-05-07 20:50
相对论是用于解决不同的运动参考系之间的关系的
- 3楼网友:胯下狙击手
- 2021-05-07 19:13
相对论应该是如何阐述什么道理 不是如何解释 你这个问题本来就问得有问题 希望你以后语文能学好一点 解释是要给定目标的
- 4楼网友:孤独入客枕
- 2021-05-07 18:57
爱恩斯坦第四假设
爱因斯坦的第四假设是其第一假设的推广。它可以这样表述:自然法则在所有的系中都是相同的。不可否认,宣称所有系中的自然规律都是相同的比称只有在伽利略系中自然规律相同听起来更"自然"。但是我们不知道(外部)是否存在一个伽利略系。
这个原理被称作"广义相对论原理" 科学家曾经发现过恒星爆发时超光速的现象!但其违背了爱因斯坦的相对论!请问如何解释?
当物体向我们高速运动,都会造成超光速“假象”。因为物体运动不仅会因为相对论效应而变慢,同时也会由于多普勒效应而“看起来”变快。
相对论是实时的效应,而多普勒是视觉的效应。为了求证到底是相对论的变慢明显还是多普勒的变快明显,还做了计算来对比,结果是多普勒明显,所以是变快了,就是说超光速只是视觉假象,也因此出现了光谱蓝移。
宇宙几何
现在,事情将开始变得十分奇怪。但爱因斯坦也发现了这一假设的另一个奇怪得结果:(在大多数情况下)我们所生活的世界不是欧几里德式的。这意味着圆不再是圆,平行线会相交或发散,三角形得三内角之和不到180度?
让我们设想在一个大盘子上画了两个同心圆,一个非常小,另一个同盘子一样大。 我们的观察者站在盘子上,盘子高速旋转着。另一个处于伽利略系中的人用一把尺子测量这两个圆的周长(P)和直径(d)。后者作如下计算:P/d。他发现P/d=π。对于他而言,欧几里德几何是正确的。(这里"正确"的含意是它正确描述了现实)
在盘子上的观察者用同一把尺子测量了盘子的周长和直径。在测量直径的过程中,位于伽利略系中的人觉得尺子的长度没有缩短(参见狭义相对论中对此的描述)。因此盘子上的人应该得到和伽利略系中人一样的结论。 然而,第四个实验的情况就不同了。当盘子上的观察者测量大圆周长的时候,他相对于盘子外的人以非常快的速度旋转,因此从盘子外人的角度看,尺子的长度缩短了。但观察者不会发现相同的结论,对他来说:P/d不等于π。欧几里德几何在这种情况下不能描述现实。
得出这种奇怪结论的原因是什么?盘子上的观测者在测量大圆的周长时,受到了一种奇怪的力的作用。你可以称其为"向心力"。这就是由于引力场的存在(图中以箭头标志)。同样的实验可以通过在这三个不同的系中用同一只表测量时间:在伽利略系中,在盘子的中心附近和远离中心的地方。我们可以得出相同的结论:盘子上远离中心的观测者的测量结果和盘子外面的人的观测结果不同。引力场的存在可以解释这一差异产生的原因。 这使我们得出如下结论:引力场影响时空。
爱恩斯坦第三假设
爱因斯坦一直在寻找"引力质量与惯性质量相等"的解释。为了这个目标,他作出了被称作"等同原理"的第三假设。它说明:如果一个惯性系相对于一个伽利略系被均匀地加速,那么我们就可以通过引入相对于它的一个均匀引力场而认为它(该惯性系)是静止的。 让我们来考查一个惯性系K',它有一个相对于伽利略系K的均匀加速运动。在K 和K'周围有许多物体。此物体相对于K是静止的。因此这些物体相对于K'有一个相同的加速运动。这个加速度对所有的物体都是相同的,并且与K'相对于K的加速度方向相反。我们说过,在一个引力场中所有物体的加速度的大小都是相同的,因此其效果等同于K'是静止的并且存在一个均匀的引力场。 因此如果我们确立等同原理,两个物体的质量相等只是它的一个简单推论。 这就是为什么(质量)等同是支持等同原理的一个重要论据。 通过假定K'静止且引力场存在,我们将K'理解为一个伽利略系,(这样我们就可以)在其中研究力学规律。由此爱因斯坦确立了他的第四个原理
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