原理很简单,就是“光速不变性原理”,事实上,不一定要接近光速,只要在运动,时间就会变慢。只不过低速运动时变化微乎其微,难以觉察。
相对论有一个重要的数据β,它等于v/c,也就是速度和光速的比。当高速运动时,物体时间的流逝为t=t1/√(1-β^2),我可以简单的让你看到它可以怎样被推导出来。
很多人可能都发现了,我们很难给时间下一个抽象的定义——那常常会把“时间”本身卷进来,要不就得在语言上兜圈子。我不想那么做,而是采取一种实用的观点,把这个定义的负担转给“时钟”。
我们假设一组平行的平面镜,相距15cm ,一个光子在两面镜子间来回反射,来回10亿次就是1秒。
当我们让这只钟在运动(水平),很明显,光子不但要走上下的距离,还要走左右的距离,则运动的光子钟比静止的光子钟“嘀嗒”得慢。
我们来把这些观测现象表达为定量的形式。例如,设钟运动的速度为v,光子往返经过的时间为t秒,则当光子回到下面的镜子时,钟经过了vt的距离。现在,我们可以用毕达哥拉斯定理来计算光子运动的每条斜线的距离:
√【(vt/2)^2 + h^2】,这里h是光子钟上下的间隔。
于是:两条斜线的总长 = 2√【(vt/2)^2 + h^2】
因为光速是一个常数,光经过这段距离的时间应该是2√【(vt/2)^2 + h^2】/c
这样我们有等式:t = 2√【(vt/2)^2 + h^2】/c
解出:t = 2h/√(c^2 - v^2)
为避免混淆,我们写成:t动 = 2h/√(c^2 - v^2)
另一方面,t静 = 2h/c
因此简单的代数结果是:t动 = t静/√(1 - v^2/c^2)
即t动 = t静/√(1 - β^2)
当然这只是为了帮助理解设计的一个简单模型,实际情况更复杂,要考虑洛伦兹变换的情况,还要引入坐标系。只要你理解了物理学上对时间的定义,基本上就明白这个了,关键就是要理解时间本来就是一个相对的概念。
我们100年来都不能找到可变的光速,光速的绝对性是相对论的基础,以此引申出“时间延迟”效应。重申一下这“并非视觉效果”,欢迎持反对观点的人讨论。
最著名的是光钟实验,一个思想实验。假如有两个光钟,光在钟内两块平面镜间来回一次需时1秒,当甲乙都不运动,两者时间一致,两钟内的两束光同步。
当甲在高速下匀速运动,乙不动。从乙看来,甲中的光走的是斜线,因此光所走的路程比甲静止时更长,往返一次比静止时更久。甲的光往返一次的时候乙的光已经往返超过一次,所以乙觉得甲的时间过得比自己慢。
但是在甲自己看来自己的时间还是一样,往返需时1秒。
3个SpecialRelativity的Effect:
TimeDialation,ClockDisynchronization, LengthContraction。
时间变慢是你看上去他的钟慢了。但在他的RefrenceFrame里,他感觉正常。而他看你,觉得你的时钟慢了,因为在他的ReferenceFrame, 他觉得你在移动。很多SR和GR的东西都是disintuitive, 理论的
你和一个很美丽的女孩做在公园的长凳上,过了1小时你觉得好像只过了1分钟。你和一个很难看的女人做在一起,多了一分钟,就像过了1小时那样。这个就是相对论—--爱因斯坦
速度等于光速,时间停止。超过光速时间倒流,物体质量变大。
证明方法 1。分别是放一个钟在地球的赤道和地球的南极(北极)。
2。用火车与闪电实验
3。用宇宙光飞行时间与飞船飞行时间(理论证明)
加分啊~