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相对论是如何与时间相关的呢?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2022-07-10 11:33:54

这是光速对所有观察者来说都是恒定的结果。这意味着没有观察者能以光速运动,因为这样他们就观察不到恒定的光速。然而,一个观察者可以任意接近光速(就像一个静止的观察者看到的那样)。如果这两位观察员要对他们用钟表和尺子测量的结果进行比较,他们会有不同意见。这可以通过测量速度来理解,速度是测量位置如何随时间变化的。这就需要同时使用钟表和尺子。两个观测者测量物体的速度。在相对运动的情况下,它们如何与各自的测量结果一致?伽利略很久以前就解决了这个问题。你只要把相对速度和测量的速度相加,你就会同意。这就相当于不同的观察者有不同的标尺。

相对论是如何与时间相关的呢

记住,两个观测者必须测量相同的光速!如果他们有不同的有效标尺,你要怎么做呢?你不能。如果他们的尺子不一样,那么他们的时钟也一定不一样。这是时间膨胀。

现在我们来看看重力是如何作用的。任何大质量物体都能形成引力势。站在地球表面,如果你向空中发射一块石头,它的速度会不断变化,直到它落回地球。这是因为地球表面的电位比高于表面的物体低,这就导致了逃逸速度超过了地球的引力。这适用于大质量物体,但光呢?在局部情况下,光速总是相同的(全局情况不再如此)。这意味着如果你将激光射向太空,在地球上测量到的光速将与在太空中测量到的光速相同。所以与大质量物体不同的是,当它从一个较低的重力势移动到一个较高的重力势时,光速不会改变。然而,必须有所改变。特别地,能量守恒意味着光在更高的势能下必须有更少的能量。所以局部速度不变,但能量变了。它红移到一个逐渐较低的能量。能量越低的光频率越低。因此,在地球表面它有一定的频率,但在太空中它的频率会更低。但还是一样的光!那么是什么改变了?频率是用时钟测量的。更高的频率意味着在时钟的滴答声之间有更多的周期。因此,对于同样的光,地球表面的时钟一定比太空中的时钟运行得慢。

因此,时间膨胀可以被理解为本地观测者测量光速相同的要求。这就是相对论与时间的关系。
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