狭义相对论(狭义相对论与广义相对论有什么区别

知识大全 2022-08-03 18:44www.worldometers.cn知识大全

这里只能简单介绍一下相对论,稍微了解一下这个理论的一些基本内容,毕竟没人敢说真正理解相对论啊。在二十世纪初,爱因斯坦相继创立了狭义相对论和广义相对论,给经典物理学带来了变革,翻开了现代物理学的全新篇章。

狭义相对论

在经典物理学中,时空是绝对的,但狭义相对论指出时空是相对的。狭义相对论有两大基础:其一是相对性原理,物理定律在所有的惯性系中都是相同的;其二是光速不变原理,光速在所有的惯性系中保持一个恒定常数。由此可以得出几大推论:

1)动尺变短

如果一根尺子以一定的速度运动,则观察者将会测量到这根尺子变得比静止的时候更短。

2)动钟变慢

如果一个时钟以一定的速度运动,则在它之上的时间流逝速度将会变慢。如果与静止的时钟相比,运动时钟走得更慢。狭义相对论的时间膨胀效应表明,物体运动速度越快,时间流逝就越慢。这个效应已在实验中得到证实,而且还被应用于全球定位系统。

3)质能方程

从狭义相对论中还能导出著名的质能方程E=mc^2,这个公式揭示了质量和能量可以互相转换,它也是核反应的理论基础。

广义相对论

广义相对论主要与引力有关,它揭示了引力的本质——即引力是物体弯曲时空的结果。物体的质量越大,扭曲时空就越显著,表现出的引力作用就越强。广义相对论预言了诸多现象:

1)黑洞

如果物体的质量大到一定程度,它会极度扭曲时空,以至于连光都无法从中逃逸出来,这就是黑洞。

2)广义相对论的时间膨胀效应

时空扭曲的程度还会影响时间的流逝速度。时空扭曲越显著,引力场越强,时间流逝速度就越慢。这个效应已在实验中得到证实,而且还被应用于全球定位系统。

3)引力波

两个大质量天体互相接触,会在时空中产生显著的涟漪,它以光速向外传播,这就是引力波。在去年年初,引力波已经被直接探测到。

简而言之,广义相对论可以借用著名物理学家约翰·惠勒的一句名言来概述:物质告诉时空如何弯曲,时空告诉物质如何运动。

以上是关于狭义相对论和广义相对论的简单介绍,想要深入了解可以去看一些相关专著,或者直接去拜读爱因斯坦的原著。

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