作者spacetime (时常脑袋空空)
看板Physics
标题Re: [问题] 请问相对论
时间Sat Apr 23 13:45:48 2011
※ 引述《louis925 (稚空)》之铭言:
: ※ 引述《iamsheep (??)》之铭言:
: : 相对论让我觉得很奇怪的地方是
: : 为什麽明明没办法做实验让东西趋近光速,
: 目前已经可以让粒子加速到接近光速了!
: : 证明速度趋近光速时质量会增大让时间膨胀
: 也已经证明的确时间会膨胀
: 最明显的例子就是会decay的粒子,高速移动时比静止时的生命期要长
: 重要的是,在粒子自己的座标系看来,粒子的生命期并没有变长
: : 使得观察者认为运动者之时间会变慢
: : 也就是对运动者而言,他感觉的时间是别人的N倍(N <= 1)
: : 他可能时间走1秒,其他人却走了100年
: 你的这个描述只对一边的观察者有效
: 正确的描述应该说:
: 假如我们有两个一模一样的钟
: 一个放在运动者那,一个放在静止的我们这里
: 当"我们看"我们的钟走了100年,"我们看到"运动者的钟只走了1秒
: 奇妙的是
: 当"运动者看到"他的钟走了100年,"他看到"我们的钟也只走了1秒
: 觉得很奇妙吧?
: : 可是大家却认为相对论是正确的,这是怎麽证明的?
: : 还有就算时间变慢,那趋近光速的人跑哪了?
: 趋近光速的人就以趋近光速的速度继续移动
: : 假设A以接近光速行进,然後他感觉过了一秒停下来
: : 对地球来说已经过了100年,那地球人看他这100年到哪去了?
: 地球人会看到"他"走 100年乘上"他"的速度
: 而"他"感觉自己走了 1秒钟乘上"他"的速度
对"他"的座标系而言,他自己的速度是0
: 感觉矛盾了吗?
: No! 不要忘记还有"长度的收缩"
: 因为地球的座标系对"他"来说也收缩了,所以"他"看到"他"走的这段路被压缩得很短
对"他"而言,自己并没有移动,是地球移动了,"他"看自己和长度收缩这件事没有关系
: Got it?
: : 还有他用直接使用光速行进然後撞进太阳里
: : 太阳温度超高,但他时间是固定的,那他到底会不会死啊?
: 当然会死
: 你的"时间是固定"的是指什麽意思?
解释一下整个问题:
若有A,B两观测者始终以等速作相对运动,则在两人各自的共动座标系(comoving frame)中
自己都是不动,而另一人相对於自己的comoving frame是在作等速运动的
两人若各自带着一个相同的钟(当然,要怎麽说两个钟"相同"是个问题,毕竟这两个钟,
在我们讨论的前提下一直都做着相对运动,我们无法拿两个钟来直接校准,
一个解决方法是以各自跟着两个人一起运动的同一种物理系统作为时间的校准,
比如说铯原子钟. 这样做的好处是,两人各自所带的钟正能直接表现出跟随两人一起运动的
系统的"时间"的"流速"<--前面两个括号内并非精确的物理叙述,大家了解其意就好,
不要使用这种陈述来讨论物里!这样会很容易因为语意的不精确而乱"推里"一通!),
则两个人各自看对方的情况都是:当自己的钟上的时间刻度走了一段时间,比如说1个小时,
而对方的钟却只在"同时"间,走了一段比较短的刻度,比如说1分钟
为何两人都认为对方的钟变慢了? 注意两人在看对方的钟的刻度走到哪里的"同时",
都必须和自己手上的钟的刻度作比较
举例说明:
假设前提:两人始终以等速相对运动,而A和B正好在"空间中的同一处"时,
"同时"把自己的钟刻度调成12:00
(因此下述的"事件1"和"事件2"同时发生,这件事是绝对(对任何观察者都正确)的)
(以上设定是为了简化讨论,并不会牺牲物理上的一般性)
A看B:
A在自己的钟刻度走到12:00(事件1)的"同时",看到B手上的钟刻度是12:00(事件2),
而A过了一小时後,也就是A手上的钟刻度走到13:00(事件3)的"同时",
看到B手上的钟刻度是12:01(事件4)
在A的观点中,事件1和事件2"同时"发生,而事件3和事件4"同时"发生,
因此A判定,在事件1到事件3发生的1小时之间,
B的钟走的刻度(事件2与事件4的刻度差)只有1分钟
A认为B的时间变慢了
B看A:
B在自己的钟刻度走到12:00(事件2)的"同时",看到A手上的钟刻度是12:00(事件1),
而B过了一小时後,也就是B手上的钟刻度走到13:00(事件5)的"同时",
看到A手上的钟刻度是12:01(事件6)
在B的观点中,事件1和事件2"同时"发生,而事件5和事件6"同时"发生,
因此B判定,在事件2到事件5发生的1小时之间,
A的钟走的刻度(事件1与事件6的刻度差)比自己的钟短,
B认为A的时间变慢了
注意到了吗?
两人各自看到一样的现象(自己的钟走了1小时,对方的钟只走1分钟),
但两人比较的"事件"是不同的,因此其实没有什麽矛盾
或许有人会质疑为何两人在比较自己和对方的钟谁走得慢时要选用不同的事件?
答案是,就像前面的叙述中用括号特别标起来的,两个人在比较各自的钟的"快慢"时,
一定必须用两组"同时"发生的事件来标定"开始"与"结束",
以比较在"同一段时间"(往下看就能理解这句话其实只是对各自而言)中,两个钟的刻度差
但是,狭义相对论告诉我们的一件革命性的观念,就是"同时性的相对性",
也就是说,两件事是否"同时"发生,对不同的观察者来说是不一样的
对A来说,事件3和事件4"同时"发生,但对B来说则否
对B来说,事件5和事件6"同时"发生,但对A来说则否
我们可以选定一组客观的"同时"发生的事件(事件1和2)来标定"开始"
(因为它们发生在同时同地,本来就是同一个"事件"(event),
学过狭相应该了解event确切的意义,没学过的人赶快去念书以免乱用"事件"这个词
来讨论相对论中的问题而造成自己概念上的混淆),
但是A,B两人一直以等速相对运动,所以我们无法找到另外一个发生在"同时同地"的事件
来标定"结束"
因此,两人要比较自己和对方的钟的快慢,必然选定不同组的事件做比较,
所以得到不同的结果,不过其实没有任何矛盾
------------------------------------------------------------------------------
发表一下对这个讨论串的感想:
for不熟物里但有兴趣讨论相对论性时空问题的版友:
想讨论物理问题需要先对问题给出一个意义明确的叙述,
光靠平日使用的模糊语言是不够的,
有很多版友会觉得疑惑的问题,根源来自於语言意义上的混淆,
因而作出的乱七八糟的推理
所以对於想讨论基础问题的人来说,练就明确,清晰而严格的思路与表达能力是必要的
但我认为绝大多数人(即使不是念理工的)只要保持着学习的心态持续努力,
并且不预设偏见以为自己现在就很行,都能练成,但可能需要长时间努力,加油!
for因为外行人乱七八糟的推理与质疑而激动的物理专业板友:
严格而清晰的思考是需要长时间练成的,
有一些外行的版友,因为没接受过专业训练,所以没有这个习惯,也不太清楚这件事的重要性
所以才会丢出乱七八糟的"推论"和猜测
这是很正常的事
我们可以告诉他们关於求知的正确态度,不过也不需要太凶嘛!
太凶把对方吓跑,只会让人觉得我们是专业的傲慢者而已,
既没办法纠正对方的观念,也对扞卫正确的知识不见得有用
毕竟对方也是和我们一样基於对自然世界的好奇心而发问
我觉得温和地慢慢开导他们是比较好的
祝大家都能进一步加深对於自然世界的了解
了解世界是每一个好於求知者的权利!
--
※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc)
◆ From: 140.115.221.78
※ 编辑: spacetime 来自: 140.115.221.78 (04/23 15:54)
1F:推 j0958322080:刚刚看到只有两句,突然变好多@@ 04/23 15:55
2F:推 sukeda:同意 04/23 15:59
※ 编辑: spacetime 来自: 140.115.221.78 (04/23 16:01)
3F:推 HDT:同一楼XD 04/23 16:49
4F:推 HDT:没做功课 or 来乱的 or F&F 这三种我比较常呛 04/24 00:25
5F:→ HDT:原原PO其实算是没事先作功课的典型例子 04/24 00:26
6F:推 ipporock:推 04/24 00:41
7F:→ HDT:某m就是来乱的XDDDDDDD 04/24 13:14
8F:→ spacetime:我不觉得m同学是来乱的,他只是还没建立正确的物里图像 04/24 16:39
9F:→ spacetime:而且用字遣词上语意模糊不清而已 04/24 16:40
10F:→ spacetime:我觉得对非专业的人来说问这些问题很自然 04/24 16:41
11F:推 HDT:开头一两次? 或许吧! 但是那麽多次依然如故 那就算来乱的了 04/24 16:42
12F:→ HDT:前几次他问问题 版友都还很耐斯的回答他 结果牵扯一些有的没的 04/24 16:42
13F:→ HDT:而且问的问题几乎都差不多 那我就会把他归类在来乱的 04/24 16:44
14F:推 louis925:推!!! 讲的很清楚,同意倒数第二段!! 04/24 20:26
15F:推 Frobenius:推这篇讲得很好! 04/30 09:24