下一个页面

什么是相对论?

高速行驶的火车内的情况充分说明了相对论。"width=
高速行驶的火车内的情况充分说明了相对论。
彼得·凯德/ Iconica /盖蒂图片社

相对论就像一个三勺冰淇淋蛋筒;我们大多数人都不能一口吃完,除非经历一些严重的问题大脑冻结。所以让我们来一次一个独家新闻来解决这个话题。我们将从的版本开始相对论这可以追溯到四个多世纪以前:伽利略相对性

是的,这勺宇宙冰淇淋起源于著名的意大利天文学家伽利略·伽利雷,它是这样分解的:任何两个观察者以恒定的速度和方向移动,对于所有的机械实验都会得到相同的结果。

广告

我们假设这个实验只是把一个乒乓球从火车过道里扔下去。只要速度和方向不变,无论火车以蜗牛般的速度爬行还是沿着轨道疾驰,乒乓球的表现都是完全相同的。只要火车不因速度或方向变化而颠簸,车厢内就绝对没有区别。

然而,在高速行驶的火车之外,这是一个不同的故事(或参照系18新利最新登入)。

对于坐在高速列车上的人来说——假设它以每小时100英里(161公里)的速度行驶——球似乎以正常的速度移动。对于站在铁轨旁的人来说,这个球(假设他或她能看到它)似乎是随着火车的速度加上它被抛出的速度而移动的。

18新利最新登入那个球的速度到底有多快?假设你以每小时5英里(每小时8公里)的速度扔出去。如果我们加上火车的速度,我们得到的总速度是105英里每小时(169公里每小时)——这个计算被称为a伽利略变换。在火车上,如果它弹起来击中你的胸部,感觉不会是每小时105英里。但是相对于外部,这就是它运动的速度。18新利最新登入

现在问题就来了:如果你用手电筒照火车的过道会怎样?光波每小时能比光速快100英里吗?根据物理学家阿尔伯特·a·迈克尔逊和爱德华·莫雷的说法,事实并非如此。1879年,这两位美国人进行了一项开创性的实验来测量光速。事实证明,光以每秒18.6万英里(每秒30万公里)的恒定速度传播。无论如何,它都不能跑得更快,这就打破了伽利略相对论的概念。

幸运的是,阿尔伯特·爱因斯坦在1920年用他的狭义相对论解决了这个问题。

特色
Baidu