大家好,关于质量越大时间越慢很多朋友都还不太明白,今天小编就来为大家分享关于时间越久越好 *** 知识,希望对各位有所帮助!
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一、质量越大时间越慢与速度越大时间越慢有关系吗
现在流行的一些有关相对论的说法中,有很多是错误的,比如“速度越大时间就越慢”,就是其中的一个错误结论。
这个说法不是相对论的观点,因为在相对论中,单独一个物体不存在速度的概念。连速度都没有,又哪来的“速度越大……”之说?
我们看一下在相对论中的速度定义:两个质点之间的相对距离的变化率叫作两个质点的相对速度。
假设有一个人坐在路边看书,相对地面或椅子,他是静止的。
以旁边走路的人为参照物,他的速度可能是1.3米/秒,
以路上行驶的汽车为参照,他的速度可能是13米/秒。
以当当起飞的飞机为参照,他的速度可能是130米/秒。
要是以飞行的 *** 为参照,他的速度可能是1300米/秒。
要是以国际空间站为参照,他的速度可能是13000米/秒。
要是以一颗流星为参照物,他的速度可能是130000米/秒。
他的速度是快还是慢?不同参照系上看他的速度不同,要是速度越快时间就越慢,他的时间按谁的速度变?该变成多慢?
在相对论中单独说一个物体的速度快慢是没有任何意义的,所以,所有的单独说一个物体的速度越快就越怎么样的说法都是违背相对论的基础理论的。所谓的一个物体的速度,是经典物理学中相对以太的速度,在相对论中不存在以太。
试想一下,茫茫宇宙中,假如只有一个物体,没有任何参照物,能说这个物体的速度是快还是慢吗?就像那个看书的人,它自己无论如何都看自己是静止的,并按麦莫实验的 *** 来测量,它也是静止的,因为它相对“以太”是静止的。
要是除了这个物体外,还有一个物体,虽然在那个物体看来,它有了速度,但是就像那个年的人一样,有没有飞机,有没有汽车,有没有流星,关他什么事?凭什么别人物体上看他的时间该变他就变?
所以如果宇宙中有两个物体,每个物体都是 *** 自主的,都与其他物体的存在与否没任何关系(单从相对运动上说,不涉及引力问题),现其他物体是否在相对它运动,以及相对速度是多少没任何关系。每一个物体都可以忽视其他物体的存在而认为自己是静止的。
所谓的时间变慢,其实是从一个惯 *** 系上观测另一个惯 *** 系上的时间才发生的观测误差,这个误差的来源有两个:
一是光速有限大造成的光程差,这是时间、速度与距离的关系,并不是相对论的内容。
二是任何惯 *** 系上测量到的光速都是c,造成了从一个惯 *** 系上观测另一个惯 *** 系上的时间产生了变形。
这个原理其实很简单,就像我们看远处的物体会变小一样。
其实应该这样表达:相物体相对距离越远,互相看对方就显得越小,相对速度越快,互相看到对方的时间就越快。
如果想从测量到远处物体的尺寸来计算真实尺寸,那一定要在测量到的数值上乘一个大于1的因子。我们不会因为要乘一个大于1的因子,就说物体越远的物体越大。
同样的,我们要用测量到的时间来计算对方的真实时间,那一定是在测量到的时间数值上乘一个小于1的因子(比如洛伦兹因子),我们也不应该因为乘了一个小于1的因子就说:速度越快时间就越慢吧?
至于质量越大时间就越慢,这种说法也一样有一定的问题,属于表达方式错误,按分类,应该是语文没学好。正确的说法应该是质量越大的物体周围的时间越慢。
学过笛卡尔坐标系的人都知道,空间分1维、2维、3维、4维、5维……
一维空间是一条线(不一定是直线)空间。
二维空间是一个面(不一定是平面)空间,在平面空间上可以画出线,表示一个一维空间。但是线不能在一维空间中画出来。
三维空间是一个立体(不一定是均匀的)空间,在三维空间中可以画出面、线、表示出二维空间和一维空间。但是不能画出三维空间。
好了,这说明空间只能在比自己的维数高的空间中“画”出来,不能在同维或低维空间中画出来。
如果一个一维(线)空间是弯曲的,我们都知道弯曲是什么意思,但在这个线空间中,是无法表达出来的。弯曲只能在二维以上的空间中画(表达)出来。
如果一个二维(面)空间是弯曲的,那只能在三维空间中“画”出来。
那么我们可以推论:在我们的四维空间中,我们无法画出四维空间,也无法感觉出空间的变形和弯曲。四维空间只能在五维空间中表达出来。
但是人们有人们的办法,我们都学过三视图原理,对于一个五维空间,我们可以把四个坐标轴的关系用六个二维空间表达出来。(x,y)、(y,z)、(x,z)、(x,t)、(y,t)、(z,t)。
把这些坐标值列成一个表(数学上叫矩阵),不过我们不理它叫什么。从这六个坐标中看出,有三个是速度(时间与距离的)关系。显然,一个惯 *** 系在这个空间中一定是各向均匀的,而一个非惯 *** 系,一定是至少有一个坐标轴的刻度非线 *** 分布,显然,不论是t轴非线 *** 分而还是XYZ三个轴非线 *** 分布。总之,在这样的坐标系中的 *** 一定是一个变速运动的 *** 。
好了,从几何角度已经非常清楚的知道,加速度就是空间的弯曲。
在物理学中,F= *** 是最基础的公式之一,换个写法就是a=F/m,这是什么意思呢?
左边就是加速度(空间弯曲度),右边是“单位质量所受的引力”那就是引力场强度。
因此,我们就明白了:加速度就是引力场强度值,也是四维空间的弯曲率。
质量越大的物体周围的引力场强度也越大,也就是说周围空间弯曲的曲率也越大,
在大质量天体产生的引力场中,越靠近天体,引力场强度就越大,是一个非线 *** 分布的,把这样的一个引力场绘制在上面的四维空间坐标组中,就会发现越靠近引力中心的尺度小,时间会越慢。这就说明了引力场强度(加速度)越大,时间就会越慢,同时长度也会越短。(叫做时空密度增大)。
质量越大的物体周围的时间越慢,不是因为质量大,而是因为引力场强度增大。
这和相对速度越大,相对质量就越大是不同的概念,首选所指的对象不同,其次因果关系对象不同。
二、为什么质量越大的物体周围的时间过得越慢
1、这是时空的一种属 *** ,由于质量大的物体拥有大的万有引力,空间和时间由于万有引力而向物体弯曲;如果这个质量大的物体自身还带有旋转的话,那么这个时空区域就会形成有明显的拖拽效应。
2、在我的时空构想中,造成引力场变化的原因有两种:之一,是由物体本身的质量和密度引起的引力场;第二,就是由物体相对于当下时空层面所具有的速度所引起的;
3、在我的时空构架中都等同于在不同时空状态下会具有不同的引力状态。为便于大家了解,我还是分别即使这两种情况:在现代物理学中所研究的大多是由物体的质量所造成的引力场;在狭义相对论里, *** 认为是物体的质量引起时空的扭曲,而是空扭曲又会产生向心作用力(引力),这实际上是种因果不分的、违反逻辑的思维 *** 。而我则认为,每个相对于当先时空层面“静止”的质点都是一个“全”引力中心,它具有比任何运动质点更大的引力势能,这个引力势能的值与当下时空层面的引力势能相当,所以相对于当下时空层面它并不表现出引力现象,但很多质点 *** 在一起之后,其中每一个质点都不可能接收到全方位的“引力线”,物体在单位体积内所 *** 的“质点”越多,这些质点群所受到的“公用”引力线也就越多,换言之,它实际上所受到的整体的引力线就相应地减少,因此它与当下时空层面的引力势的差异就增大,这种因历史的差异就是我们通常意义上的“引力”。
4、所以更多的质点(物质) *** 在一起就会表现出更大的引力。很明显,物体的质量越大、密度越高,它们(各质点)从时空中获得的引力势能越少。物体的内能实际上就是它们所累积起来的时空(即引力)势能,很明显,物体所损失的内能(静质量),在数值上正好等于它所表象出来的引力能(引力质量)。因此,在我的时空构架中,引力质量与物体静质量的能量之和永远是一个常数,它等于物体全部转化为光子所释放出来的能量。
5、根据上面的论述,引力场重物质的内能会随着它所受到的引力的大小而变化,因此时间进程相对于处在不同引力环境中的物体会有不同的表现(时间值不同)就是顺理成章的事了。
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三、质量越大的物体,为何对时间空间的影响越大
1、沉默寡言的 *** 坐上了回家的电车,车站距离Zytglogge钟楼几英里远。当时的 *** 只是一名专利技术员,他尽快完成了工作,利用闲暇时间探寻宇宙的 *** 。当人们嘲笑那些天马行空的想象是白日梦时, *** ,这位十足的天才提出了他的理论,我们将他的构思奉为思想实验。就是在那辆电车上,他的思想实验彻底革新了近代物理学。
2、看着眼前巨大的钟塔渐渐远去, *** 突发奇想,如果电车以秒速186000英里的速度行驶,钟楼的指针将会呈现完全静止的状态。同时他也清楚钟楼的指针将继续转动——时间也正常流逝。但对于 *** 来说,时间变慢了。因此,他意识到行驶速度越快,时间流动速度就会越慢,但这是真的吗?
3、 *** 深受两大物理学家的影响。一位是 *** 的偶像,发现了运动定律的 *** ;另一位是提出电磁理论麦克斯韦。但是这两种定理相互对立。麦克斯韦认为电磁波的速度是恒定的,就像光——速度高达186000英里/秒,他认为这是宇宙的基本事实。
4、 *** 的定理则指出速度总是相对的。一辆汽车的行驶速度是40英里/时,这是相对于静止的观察者的速度,但相对于同向行驶,速度为20英里/时的车辆来说,其速度只有20英里/时,若是相对行驶,其速度就是60英里/时。当应用于光速时,速度相对论与麦克斯韦的基础事实相悖,这给 *** 出了个大难题。
5、然而,这一大难题促使 *** 提出了物理学史上难以置信却又更具创新 *** 的理论——兼顾这两大定律的理论,这听上去似乎也没多么令人震惊。为了探究这两者之间的矛盾,解释时间为什么变慢, *** 想到了一个精妙绝伦的思想实验,这绝对排在更佳思想实验行列中。他设想一个人站在车站站台,左右两边射下两道闪电,他恰好站在两道闪电中间,以他的视角可以观察到两束光线同时射下。
6、但是,在火车上的人却看到了不同的一幕。火车正以光速行驶经过站台,根据 *** 运动定律,火车上的人会先看到距离火车更近的光线射下,然后才看到较远的光线。然而这两个人测量出的光速却不同。根据麦克斯韦的理论,忽略观察者的运动,光速是恒定的,那么在所谓的宇宙基本事实的前提下,这样的结果怎么可能会发生?
7、 *** 对这一差异进行了补充说明,因为时间本身变慢了,所以光速还是保持不变。相对于站台上的人,火车上的人经过他时所经历的时间更慢一些。 *** 称之为时间膨胀。
8、 *** 将这一原理命名为狭义相对论,称之为狭义是因为它主要解决速度恒定的问题。但在现实世界中,物体总是在加速或者减速, *** 需要考虑在加速的情况下,这一原理是否受用。为了概括并解释普遍现象, *** 发现了时间与重力之间的关系,并将这一新发现的重力原理命名为广义相对论。
9、 *** 认为时间如离了弦的箭,勇往直前。 *** 假设时间与速度成反比。时间也像空间一样,具有延展 *** ,所以时间也可以看成一种维度。事实上, *** 认为时间与空间不能分开来探讨,他们是一回事,是共同组成四维空间的一片织网,能够无限延伸,宇宙事件在这片织网上不断展开。 *** 将其称为时空。他将这项不可思议的研究成果发表后得到了意料之中的反馈——无稽之谈。
10、根据广义相对论,物质可以拉伸或者压缩时空,因此物体并不是被某种神秘的力量拉向地球,而是因为弯曲的空间。这里可以参照一下斜坡,时空的曲度使物体加速下落,即便是各个点的速率不同。越趋于地表,重力就越大,时空的曲度也要比侧面边缘大。
11、时空因大质量物质而弯曲,我们将其类比蹦床。虽然严格意义上来讲,这样的类比不够科学严谨,但这是最简单的解释方式。
12、越接近地表,时空的曲度就越大,引力也会越强,那么一个做 *** 落体运动的物体在地表某一点B的速度,要比在高空某一点A的速度快。根据狭义相对论,下落的速度越快,时间流逝的就越慢,所以经过点B的时间相对于经过点A的时间要慢一些。
13、什么又是准确的时间呢? *** 是,没有准确的时间。 *** 认为没有绝对的时间,时间是相对的,而且取决于它所受支配的力量体系,即参考系。在你自己的参考框架里所流淌的时间叫做本征时间。假设运动定律对所有观察者是相同的,忽略其运动,那么时间就会变慢,此时你的运动速度越快,相对于其他观察者你的时间会流逝得更慢。 *** 《星际穿越》中就有这样一幕,主人公降落在一个遥远的星球上后,安妮·海瑟薇对马修·麦康纳说:“这里的一小时相当于地球上的七年。”
14、让我们再次回想一下 *** 在电车上进行的思想实验。是慢时钟的出现 *** 了我们的思维发展,还是时间真的会变慢?如果时间会变慢,这又意味着什么?时间的变化无常让我们不禁发问——时间,它究竟是什么?这一问题不仅使哲学系 *** 无比懊恼,在兄弟会派对上频频讨论,从远古时期起,时间这一概念就困扰着自然哲学家和物理学家。
15、时间最初的功能是按顺序记录事件。人们认为恒星围绕地球转,而不是地球围绕恒星转,并以此来规定时间,尽管这个结论不正确,“时间”依旧安然前进着。日复一日,四季轮回,当这一切如你所推断的那样重复着,交替着,你便有了计时机制。
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