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发布日期:2024-09-28 09:18    点击次数:161

濒临这说念题目云开体育,许多读者大要会感到困惑:咱们若何可能以光的速率移动呢?十分是在爱因斯坦相对论明确指出莫得任何物体的速率能够特别光速的布景下。

是不是感到稀里糊涂?

请别感到讶异,履行情况照实如斯,正如题目所述。这里需要十分强调的是,“四维时空”这一想法至关伏击,它是咱们运筹帷幄的前提。咱们必须意会四维时空与三维空间的根蒂各异,不然照实会令东说念主感到困惑。

在咱们的日常生存中,速率是一个常见的想法。许多驾驶员通常驾车,市区行驶的限速强横为60公里/小时,而高速公路的限速则强横为120公里/小时。

这些速率其实皆属于“空间速率”,或者说是在“三维空间”中的速率,但咱们强横不会专指“三维空间中的速率”,因为咱们的默许融会就是处于三维空间。

那么,速率是如何界说的呢?

即就是小学生也知说念,速率是通过距离(位移)除以技术来计较的。凭据这个公式,速率天然有快有慢。爱因斯坦的狭义相对论也照实强调了:任何物体的速率皆不行能逾越光速。

在这么的布景下,好多东说念主关于“扫数事物在四维时空中以光速移动”感到不明。

正如之前所说,不睬解的根蒂原因在于对“四维时空”和“三维空间”的沾污,或者说,这是爱因斯坦相对论与牛顿经典力学之间的永诀。

再次强调,狭义相对论是在四维时空(闵可夫斯基时空)的布景下提议的,四维时空中的基本单位是事件,也就是连续发生的事件。每个事件皆包含了技术和空间两个因素:一个技术坐标和三个空间坐标。

在四维时空中,技术和空间是对等的,不行分割的合座。

咱们通俗所说的速率是三维空间中的速率,不包含技术维度。然而,由于狭义相对论是在四维时空布景下张开的,而非三维空间,因此四维时空中的速率界说与三维空间中的速率界说天渊之别。那么应该如何界说呢?

基本的计较公式是斟酌的,访佛于三维空间中速率的计较形势,四维时空中的速率不错通过一个点到另少许的“时空距离”除以技术来得出。

因此,要计较四维时空中的速率,咱们必须了解“时空距离”(时空位移)和“技术”的想法。

淌若你之前了解过“时空图”(或者寰宇线)的想法,那么意会四维时空的速率会愈加容易。淌若莫得,这里将以简明易懂的形势进行讲明。

在四维时空中,一个事件由四个坐标来默示,举例咱们不错用事件p1(x1,y1,z1,t1)来默示,同理用p2(x2,y2,z2,t2)来默示另一个事件。从p1移动到p2即为四维时空中的位移(时空距离)。

这与三维空间中的位移有着履行的永诀。在三维空间中,咱们唯有空间上的位移,举例咱们通常提到从一个场地到另一个场地的移动。而在四维时空中,咱们有三个空间坐标和一个技术坐标。

来作念一个想想实验。

你此刻正称心地坐在沙发上阅读这篇著作,从空间(三维空间)的角度看,你的坐标莫得变化。但从四维时空的角度看,在你阅读这篇著作的经过中,技术坐标一直在变化,意味着技术在执续领略。

假定你早上8点坐在沙发上启动阅读,20分钟后读完,即8点20分完成阅读。

那么“早上8点坐在沙发上”和“早上8点20分坐在沙发上”就是两个不同的时空点,亦然两个不同的四维事件。

尽管从名义看,你一直坐在沙发上莫得移动(三维空间中的静止),但履行上你一直在“领略”,这种领略恰是你在四维时空中的移动。

读到这里,你可能启动有所清醒了。让咱们不息。

在沙发上“静止”(三维空间中的静止)的你,速率为零。但在四维时空中,你的技术坐标执续变化,一直在领略,因此你的速率笃定不为零。那么三维空间中静止的你的速率究竟是若干呢?

许多东说念主可能也曾有了猜度:你的速率正值是光速。

不息进行想想实验:闭上眼睛,遐想我方在技术的长河中飞驰,“时光室迩人远”恰是这个意象。咱们每个东说念主不仅在空间中移动,也在技术中执续漂荡。

况且,咱们不错在空间中保执静止(天然不是十足的),但在技术维度中,咱们十足无法静止。

要想在技术维度中静止何如办?大要有东说念主也曾知说念谜底了:除非你在空间维度以光速移动!

咱们越来越接近谜底了。

在空间维度以光速移动时,技术就静止了。这不恰是爱因斯坦狭义相对论中描摹的“技术推广”(钟慢效应)吗?

技术推广指出:速率(空间速率)越快,技术就越慢。反之亦然:速率越慢,技术就越快。

速率的最慢极限是若干?天然是零。速率为零代表空间上的静止。速率为零时,技术荏苒速率最快,即为光速!

也就是说:即便你坐在沙发上一动不动(空间上的静止),在技术维度上你仍旧以光速移动!

浅薄来说,想要让技术变慢,就需要快速在空间上移动。想要让技术流速加速,只需要让空间速率尽量降速即可。

在四维时空中,速率必须保执为光速。不错这么意会:在四维时空中,空间速率和技术速率的“矢量之和”恒久保执光速不变。

空间速率和技术速率,就像咱们在学习数学通常时计较的速率相通雷同。在三维时空中,不同方朝上的两个速率相通明的速率会发生变化,但在四维时空中,空间速率和技术速率相通之后的速率老是等于光速,保执不变!



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