为什么有个相对论?_搜狐科技

原题目:为什么有个相对论?

引 子

英国地文学家爱丁顿教员是第每一检查调查所日食证实相对论的人,亦起初极少数的的分别的相对论专家检查。有一次,当人议论起“球状上仅有三个半人听说相对论”时,他谦卑了头。,别的人对他说。:我们的都认识你必然是流行检查。,你演出不这么谦逊。。但爱丁顿驳倒道。:“发现物伤心的,我不谦逊。,据我看来认识另一半是什么。

这是每一轶事。,足以阐明相对论是方法的深海艰深晦涩。连当初最居打中原料的气象家都岂敢说它自己弄懂了相对论,更不用说俗人了。。

要理解相对论,我们的麝香率先理解它的开端和开端。。相对论做错平白来的,它是原料的气象中发作矛盾的坐果。,这亦前身书房成果的结晶。。

100年前的原料的气象,牛顿被传授初步知识的的经文原料的气象如同早已走到止境。,迂回地穿透颁布宣布了原料的气象作品的年深月久隐匿危险,对经文原料的气象的冲击很大,演出像是一座高尚的的修建。。1900年,英国著名原料的气象家欧凯文先生在二十世纪的回购案中颁布宣布。:原料的房屋早已实现结尾的了。,剩的正好相当多的修正。。但他看见说:在原料的气象的清澈的中,有两个小而参加不安的云。。这两个乌云是两个试验无法解说的。:黑体辐射试验与Michelson ether试验。很快,两朵小云使开展成两倍大风暴。,完整地原料的气象界可谓是“山雨欲来风满楼,黑云压城城欲摧”。

随后,原料的气象的很反动始于二十世纪。。欧凯文先生的声响刚要下斜。,1900,为理解说黑体辐射试验,德国原料的气象家重重地坐下创建量子作品,开启了原料的气象反动的爆发笔迹。

原料的气象反动的另每一爆发笔迹是由每一小S写的。,他是爱因斯坦。,人类在历史中最深化的深思熟虑熟虑者,每一纯真孤立的逸才。

以太在哪里?

人认识,水波麝香检查水使蔓延。,声波的使蔓延麝香以空气为调解的物。,心不在焉培养液他们就不克不及使蔓延。。阳光检查高空使蔓延到球状。,几十亿的光年的星系收回的光,它也穿越宇宙抵达球状。。光波为什么能在太无信息的使蔓延?它的使蔓延调解的物是什么?原料的气象家给光找了个使蔓延调解的物——“以太”。

以太一词来根古希腊。,指的是青天或下层气。。17世纪,法国算学家、哲学家笛卡尔率先将乙醚引入技术。,笛卡尔,纸和烟叶家庭般的温暖的所无力麝香检查相当多的家庭般的温暖的MED来转移。,故,无信息的不克不及空。,它丰富了以太调解的物。。荷兰麻布原料的气象家、地文学家惠更斯更多的或附加的人或事物开展了以太作品。,以为以太是光波的调解的。,因光可以在太无信息的使蔓延。,故,以太必须充分包含VAUU在内的缠住无信息的。,并能浸透到普通纸和烟叶中。。

19世纪,法拉第继、麦、赫兹以及别的人的任务。,电磁学花样开展。,每一使显老而完好无损的电磁学作品早已形成物。。英国试验原料的气象家法拉第证实了这一气象。,使被安排好或使安全了电磁学场的打手势。。接上去,英国原料的气象家麦创建了电磁学的根源在于方程组,这么同等泄漏,电场和磁场互惠的激起形成物每一康蒂。,况且,电磁学波在太无信息的的使蔓延生涯是CO。。充分地,德国原料的气象家赫兹检查了弘量的试验。,率先,赶上电磁学波。,证实了电磁学波的在。,况且,电磁学波的差不多刻与L相像。,更多的或附加的人或事物的书房发展,独自地在必然频率范围内的电磁学波。。

非常赞许地的,从未被发展的阿凯纳姆醚。,它不仅是光波的赡养者。,现时它亦电磁学波的赡养者。。这是每一相对恒稳态的意见。,缠住的故意显示都是相四处走动的它举行的。。

使相当,非常赞许地的每一要紧的醚怎么会解散?直到十九分之一世纪末,人从未在试验中发展乙醚。,在技术家从前寻觅美景是最紧急的的事实。。假使醚在,球状以30公里/秒的生涯环绕太阳运转。,就像一辆超速的列车相四处走动的苏尔的请求产罗唣异样的。,将不免地遭受30公里/秒的风面对面。,这种风也必然会困境光的使蔓延。,这种困境会发作冲击。,必须用光学法律文件调查所。。为了调查所风无在。,1887年,美国原料的气象家迈克尔逊与美国药剂师、原料的气象家间谍利一致,每一著名的试验在克利夫兰举行。:“迈克耳逊-莫雷试验”,以太漂移试验。使相当试验的坐果使大伙儿都发现物冰凉。:光的使蔓延心不在焉冲击。,球状和被想象的乙醚家庭般的温暖心不在焉相对请求。!

Michelson Morley试验使技术家堕入两难影响。,他们能够不得不保持以太作品。;或许我们的麝香信任球状是静力的的。,非常赞许地的,我们的就无力的与恒稳态醚有相对请求。,但这显然是荒唐的。。。经文原料的就在这么著名试验的前面。,这真的是不能够的。。

谁来保存杂乱?

在这个本世纪初,在乙醚试验打中彻底战败,原料的袜口乱成一团。,相当多的原料的气象家出席的了杂多的解说。,流行最著名的执意爱尔兰原料的气象家洛伦兹和荷兰麻布原料的气象家菲兹杰若出席的的“纸和烟叶退缩认为”,他们以为,任何的纸和烟叶相四处走动的以太请求都能够鉴于T的紧缩而延年益寿。,这种延年益寿功能阻碍了风的冲击。,只是因纸和烟叶自负的时,测纸和烟叶巨大的判定使时期互相一致地退缩机灵。,因而我们的不克不及测退缩效应。。他们也证实了,风也可以慢速的纸和烟叶的请求时期和时期。。同时,基金巨大退缩和时期慢速的的冲击,还推进意见,光的生涯与生涯无干。,它是每一常数。。

这么认为在电视节目的总安排上早已与狭义相对论非常赞许地近似值了,使相当请求的方位被延年益寿了。,它必然会沿着这么方位累积而成其密度。,但试验心不在焉发展这种密度累积而成气象。,故,Lorentz的作品并心不在焉从根源在于上处理这么成绩。。

真正拾掇世局的人还在高中。,使相当在16岁。,他早已在深思熟虑熟虑提姆最上进的原料的成绩了。。这么人是爱因斯坦。。他一向在利用着醚的阿凯纳姆。,他跑路的方法和别的人杂耍多的。。

16岁的爱因斯坦在瑞士州真主鲁高中读。,他有一种下意识的反论。:假使我们的依照光的波速,他会牧座什么?一种在无信息的中不景气的电磁学波。,还要一盏灯还在自负的?

基金雀巢作品,电磁学波在太无信息的的使蔓延生涯,这执意光的生涯。,这是坚定。,他必须牧座的是光线仍在以波速自负的。;但是鉴于牛顿力学的生涯分解定理,杂耍多的的滞性零碎具有杂耍多的的波速。,他必须牧座不景气的电磁学波。。

让我们的给你另每一简略的样板。。诸如,有两辆汽车。,一辆汽车驶近你。,一辆赢得。你牧座充分地一辆汽车的发电机向你驶来。,前面那辆车的灯开得有多远。。基金雀巢的作品,这两种光的生涯是平稳的的。,汽车的生涯不起功能。。但基金生涯分解定理,这两个规划的测坐果是杂耍多的的。。你的光会鼓舞。,也执意说,把系在前车上的生涯=波速 生涯。;而远离媒介物的行驶生涯较慢。,因后车的生涯=波速。。

雀巢的作品显然与生涯分解定理相反。,为什么在力学中已被到处证实的相对性法制在电磁学方程中却无法使成为?是相对性法制有成绩还要电磁学方程有成绩?这使爱因斯坦发现物特别讶异,他谨慎地说了十年。。

竟,别的技术家也思索过这么成绩。,但我岂敢深思熟虑。,完整地原料的场地对这么成绩都心不在焉深化深思熟虑熟虑。,绝大多数原料的气象家正好进攻修补这么有木架的打中发作矛盾。,仅法国著名技术家庞加莱(又译“庞加莱”)短刺地知道到了在这一点上深藏若虚着原料的气象的危险,但他心不在焉找到处理办法。。

爱因斯坦深信电磁学作品是完整技术的。,使相当我们的怎样才能处理波速的反论呢?

爱因斯坦疼爱读哲学著作。,从哲学中吸取记忆力滋养。。19世纪末,德国哲学家machinery 机器在他的开展力学中,批牛顿的相对时间观,在他看来,袜口上缠住的事物都是互惠的触点、互惠的依存的。,请求、时期和无信息的是相对的。。我们的不克不及使间隔事实来议论时期。,我们的偶尔说左右天天期而杂耍。,竟,这声称稍微事物会发作杂耍。;异样,议论纸和烟叶在相对无信息的打中请求亦毛病的。,纸和烟叶的请求与相对无信息的无干。,它与别的纸和烟叶使关心。。

machinery 机器的作品给爱因斯坦出发了深化的影象。。1905年5月的整天,爱因斯坦和他的伴星贝索尔议论了光的生涯。,贝索尔从machinery 机器主义的角度论述了他的意见。,这两私人的议论了很长时期。。料不到的,爱因斯坦公道的了什么?,回家,一遍又一遍的深思熟虑熟虑,瞬间天,他又回到了巴索家。,说:“谢谢你,我的成绩早已处理了。。原件爱因斯坦想认识相当多的事实。:心不在焉详述的的时期。,时期与光臂板信号装置的生涯是分不开的。,他找到理解锁的钥匙。。

随后,检查5个星期的坚苦任务,一篇参加震惊的论文浮现了。。本文的题目心不在焉任何的条——论电气力学,作风也简略朴实。,心不在焉参加使惊奇与迷惑的算学具有艺术性的。,但是,本文所论述的基音的完整使瓦解了无信息的。,原料的气象的反动开端了。!

时间不相对——狭义相对论

1905年6月30日,德国原料的气象注意记叙了这篇论文。,宣布在菊月SA的同卷盘的第十七卷中。在这么在历史中,爱因斯坦出席的了两条像是用腰带围绕的的基音的。:

一、波速忠实的法制

太无信息的的波速是忠实的的,不克不及超过。,它孤独于光源它自己的生涯。。即是,四处走动的站在议员席上的人看,20米/秒的车上收回的光和使相当以波速航班的投射物(自然是不能够的)上收回的光的生涯是异样的的,均为30万公里/秒。

优于,麦的电磁学方程已证实了太无信息的波速忠实的,和开枪体的请求房地产无干。而屡次确实地的测也校对了波速在任何的请求房地产下的忠实的性。

二、相对性法制

这一法制根牛顿的机械相对论法制。,这是伽利略一号出席的的。。我们的对这么意义很熟识。,执意缠住请求打中事物都是相对的,两个相对请求的纸和烟叶必要累积而成到彼此的生涯。,两个互惠的自负的的纸和烟叶必要互惠的减去。。

伽利略论述了相对论法制。,但他心不在焉让步详述的的时间精确地解释。;牛顿答应了相对论。,但它只遵从的原料请求。,同时使被安排好了相对无信息的和相对时期;由于machinery 机器作品的爱因斯坦,极大地伸开了相对性法制的思惟。,人以为无信息的和时期是相对的。,尾随事物的请求而杂耍。,心不在焉相对的无信息的和时期。。

这两个基音的一致跟在后面。,涌现了每一新的时间打手势。,光的生涯反论,让差不多人困惑了原料的袜口。。原件,无信息的、时期与纸和烟叶的请求紧密相干。,它们家庭般的温暖的相干无不在静态杂耍时的生涯。,时期延年益寿(缓行)、紧缩无信息的。当纸和烟叶自负的到波速时,时期终止,无信息的差一点被压成条款线。,生涯实现限度(时期和无信息的实现限度),做忠实的房地产,不比波速快。。

在确实地试验中,技术家早已证实,无我们的走得多快,光的生涯无不C。。这是因我们的的自负的生涯更快。,我们的的钟走得慢了。,我们的的判定也减少了。,故,当我们的测光的生涯时,我们的无不推进平稳的的坐果。。认为调查所者B运载每一标尺和每一仪表。,这么标尺指示方向他的请求方位。。当他检查调查所者时,A.,在A看来,他的调节器不到一码长。,他的钟慢了。。B相四处走动的A.的生涯越大,对立面越大。。假使B以波速检查A,坐果是传说性质的。,此刻,B的巨大胜任的0。,他的钟根源在于不走。。也执意说,光的生涯是生涯的限度。。

现时,这个爱因斯坦深思熟虑熟虑了10年之久的反论被处理了:假使他以波速尾随光线,它依然是以30万公里/秒的生涯行进的光。。更多的或附加的人或事物说,假使他以光的生涯向相反的方位自负的,他牧座的生涯是60万公里/秒吗?,它依然是以30万公里/秒的生涯行进的光。,因在这么生涯,时期终止了。,紧缩无信息的到无休止地趋近于零,假使我们的走得更远,时期和无信息的将成为反面的观点。,这显然是荒唐的。。

无信息的、时期和生涯真抵制常赞许地简略清楚的静态相干,只是因我们的都尘世在每一低请求的袜口里。,生涯对时期和无信息的冲击罕见。,因而我们的根源在于无法知道。,仅在光的生涯高于表面暗淡的的生涯的袜口里。

相对论一经问世,气人的的以太成绩紧接地处理了。。

当初很多人早已忆及迈克耳逊-莫雷试验坐果声称议员席收回的波速前后是忠实的的,鉴于球状的请求,它无力的使遭受小的起程。。使相当球状显然与以太相反(相对静力的无信息的),为什么光的生涯无不不受冲击?

谜底现时被狭义相对论揭开,在这么宇宙中心不在焉相对的恒稳态无信息的。,心不在焉相对的休憩时期。,因而心不在焉特别的相对恒稳态意见。!爱因斯坦详述的表现:乙醚的引入是不必要的的。,因在这一点上出席的的打手势不必要的相对的恒稳态SP。。”

充分地,施惠于指示,狭义相对论并做错彻底颠复了牛顿力学,它发挥了它。。当纸和烟叶的生涯远决不波速时。,相对论处方一览表就观念化为牛顿力学处方一览表。

意见能与之比拟的东西——广义相对论

爱因斯坦使被安排好或使安全狭义相对论后,两个成绩一向使混乱着他。:第每一成绩是严肃成绩。。牛顿作品,两个纸和烟叶家庭般的温暖的吸引互惠的功能是速食食品印象的。,也执意说,无休止地转移。,这与狭义相对论的限度波速法制相抵触;瞬间个成绩抵制滞性系成绩。。狭义相对论和先前的原料的气象法制异样的,都只适合于作匀速请求或静力的的滞性系,它不遵从的旋转或变速请求。,故狭义相对论除此之外拘囿。

我们的认识,阐明纸和烟叶的请求,麝香选择另每一男朋友作为充当顾问。,该男朋友用作解说OTH的自负的和场所的充当顾问。,通常称为充当顾问男朋友。,也称为意见。。假使充当顾问帧做匀速请求或恒速静力的房地产,这么意见是滞性零碎。;假使所选择的充当顾问帧在以可变的生涯旋转或自负的,这么意见抵制滞性系。。假使你坐的是一模异样的的直列行列,,拉紧落幕,你不情愿驱车旅行。,你坐得很稳。,把球放在议员席上。,它还在那里。,也执意说,充足的都做不景气房地产。,这时行列这么意见是滞性零碎。。使相当行列料不到的停了上去。,你微博客了。,球滚转寄。,从滞性零碎到非滞性系的充当顾问座标系。

在确实地袜口中,匀速请求正好一种特别状况。,非均匀性请求到处存在。,汽车料不到的出发起来。、纸和烟叶从高等鼓舞,诸大约类。,我们的通常运用议员席作为滞性零碎。,但这正好每一近似值。,因球状有旋转和旋转。,完全地说,议员席是每一非滞性零碎的旋转刻。。逻辑上讲,缠住自然法制不应拘囿于滞性零碎。,麝香思索非滞性系。。这么,相对性法制应再次普及到非滞性系。。1907年,爱因斯坦在写一篇引见狭义相对论的文字时,他料不到的忆及了每一活着的最福气的请求。:当量的法制。

假使每一人释放地从屋顶上掉上去,扔掉很石头诸大约类。,这些放弃的纸和烟叶会与他并列放弃。。假使他只看着他没有人的石头,他不克不及通知它自己摇滚乐是在摇滚乐中放弃还要悬浮。。这声称,在他的接壤,吸引是不能够调查所到的。,他觉得不到吸引场。。亦即,他释放落体的小意见相当于滞性。。

或许,假使你在谷仓里丢了一串钥匙,,鉴于严肃的功能,钥匙会落在谷仓的议员席上。;而且你再到走步高空的航天器里丢下钥匙,心不在焉严肃功能。,钥匙悬浮在无信息的。,使相当料不到的航天器鼓舞了。,钥匙依然落在航天器的议员席上。。显然,产地RE中吸引和加生涯使遭受的滞性力,这执意说,严肃场充当顾问系与加生涯充当顾问系。

从此,爱因斯坦推进了意见。,任何的意见是相当的。,不论它多恒稳态。,还要钢制的?,在吸引场中亦大约。,任何的意见都无力的使间隔你对袜口的个人风格和你的表达方法。。这执意著名的当量的法制。。

当量的法制泄漏,鉴于非滞性系打中滞性力可以被计算总数吸引I。,检查相当多的彻底地的间隔电视节目的总安排,相对性法制在非滞性系中也异样可以适用于。相对论法制从每一精确的的滞性零碎伸开到缠住的充当顾问系。,发生了广义相对论。大约一来,狭义相对论被伸开成广义相对论。

自然,广义相对论算学方程的完整使被安排好或使安全,立刻是1916年3月。,广义相对论扩张了爱因斯坦性命中最黄金的10年岁月。

无信息的变弯

广义相对论为我们的处理了光线无受吸引冲击这一年深月久难以回复的成绩。假使我们的给增长的谷仓送一根横梁,当用画笔画横过谷仓室时,谷仓向上自负的。,因而梁会拐弯到谷仓议员席上。。基金当量的法制,吸引场也会拐弯光。。

原料的气象有每一根源在于法制。,这是光在两点家庭般的温暖破费最少时期的常规路线。。但是,假使光以最少的时期使蔓延,光线在严肃的功能下拐弯。,而且两点家庭般的温暖的最短距离是条款买通。。爱因斯坦对这么推理的发现物震惊。:假使能调查所到光检查买通使蔓延,这声称无信息的它自己是拐弯的。!

连爱因斯坦两者都不信任它自己。,他得追求算学扶助。,具体地说,这是几何形状扶助。。在严肃场区域,拐弯无信息的的刻不再推迟规矩欧几里德几何形状,并依照非欧几里德几何形状。。诸如,德国算学热心家务的曼使被安排好或使安全的黎曼几何形状学。,它界定方法了拐弯无信息的的刻。。爱因斯坦终极选择了黎曼的死板的非欧几何形状作为广义相对论的时间做模特儿。他以为,实原料无信息的做错水平仪欧氏无信息的,只是拐弯的黎曼无信息的。。拐弯的电平在于SPA中原料的几何形状散布。。原料密度大的慢车,吸引场的重大也很大。,无信息的拐弯得很敏锐的。。

基金当量的法制,鉴于快车道请求纸和烟叶速度减慢了时期。,强吸引场也推迟了时期。。议员席上的时期比天无信息的的时期慢。,使相当球状上的时期生涯太小了。,极难检测。使相当黑洞等强吸引场的时滞效应是,假使你能需要勇气的抵达黑洞的视平线,因而视平线上的时期就像波速的时期。,终止了。

很显然,广义相对论所颁布宣布的原料同时间的相干,比起狭义相对论来更为深化,因时期和无信息的的刻不只在于垫子的请求。,更要紧的是,它在于原料它自己的散布。,这完整反面了牛顿相对时期和无信息的的打手势。。对广义相对论来说,万有吸引法不再是力法。,它是时期和无信息的的几何形状构图。,故,广义相对论相当多地是把几何形状学与原料的气象一致起来了,吸引场由SPAT的几何形状刻来表现。。在非常赞许地的的无信息的几何形状中,严肃的生涯和光的生涯是异样的的。。

1919年5月29日,横跨大西洋的日全食。英国天体原料的气象家爱丁顿建立组织地文调查所分类,考查巴西北部和非洲的西海岸调查所岛,坐果证实,星光检查太阳的吸引场发作细微的拐弯。。这一发展震惊了技术界。,广义相对论顷刻间闻名于世。

与狭义相对论做错颠复牛顿三大请求法异样的,广义相对论也做错颠复了牛顿吸引法,仅当大多纸和烟叶形成物强吸引场时。,才必要思索相对论效应。

相对论的发展收集了前身无数的的苦功,雀巢电磁学方程的使被安排好或使安全、发展乙醚的作废、machinery 机器的时间相对论思惟、洛伦兹间隔方程、黎曼曲面几何形状学……缠住这充足的,渗透爱因斯坦玩笑话的最聪明的人,变出了每一美轮美奂的相对论。

相对论的根源在于原因真非常赞许地简略,它在发挥相对性法制。。在狭义相对论中,相对性法制被伸开到时期和无信息的。;在广义相对论中,相对论被普及到滞性零碎和非滞性系。。最深化的作品确实地上是最像是用腰带围绕的的作品。。

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