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为什么物体接近光速时会变短?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2020-12-26 08:51:50

最直观的解释来自刘易斯·卡罗尔·爱泼斯坦在他的小书《相对论可视化》。我强烈推荐。他首先用他所谓的“宇宙速度计”来说明时间膨胀。诀窍是他取时间,空间坐标系(T,X)并将Minkowski度量转换成适当的时间,空间坐标,这样它看起来就像普通的欧几里德空间。

为什么物体接近光速时会变短

然后在这个坐标系中,他应用了这样一个原则:每个人,在他们自己的参照系中,都是以光速“穿越时间”,而不是在空间中移动……他称之为“相对论的好神话”。所以在这张图中你可以看到,当你用你的一部分速度在空间中移动时,你剩下的移动时间就少了,所以观察你移动的人会看到你的时钟运行得很慢。在这个例子中,v=0.5c,所以观察者看到时钟的速度只有时钟速度的0.866。请注意,以光速运行的时钟,红色虚线箭头,根本不显示时间的任何变化。但这只是解释洛伦兹长度收缩的基础。

关键是物体的空间范围在时间上是垂直于它的方向的。换句话说,在它自己的参照系中,尺子的两端是“同时”的。

为什么物体接近光速时会变短

所以在图中,一把尺子静止,长度为L,然后以v=0.5c移动,长度为L',因为在它自己的移动参考坐标系中倾斜意味着它投影到静止坐标系上的时间短了0.866倍。

你可能会想知道为什么所有的相对论都不是这样的,通过转换到欧几里得空间。原因是你只能在其中代表一个移动的粒子或参照系。
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