達到光速時間會靜止,這裡的光速是相對於哪個參考係的速度?

時間 2021-05-05 21:48:01

1樓:mrdalon

光速是相對於光源質心在真空中傳播的速度,作為乙個基本參考量,對任意慣性參考係都是一樣的。但需要指出一點,達到光速時的物理效應,特別是時間靜止這一現象,是由閔氏度規4-向量匯出,是空間特性,提參考係是不準確的。

2樓:

飛機上的石英鐘隨飛機在外面繞了一圈回到原地,必然要經歷加減速的過程,而地上的石英鐘一直躺在地上,並沒有加減速的過程,所以是飛機上的石英鐘變慢。

3樓:Youngler

應該說,物體運動速度接近光速,物體的內部運動趨於靜止。這個物體運動速度的參考係是引力場,光速的參考係也是引力場。粒子是作為物體來理解。時間是大系統引數,與物體的運動速度無關

4樓:尋風

如果說是光速是c的話是相對慣性系的,如果相對非慣性係這個數值小於c石英鐘那個原因在於地面係為慣性系,飛船係為非慣性係,度規分量不同畫時空圖來看,地面系的時空圖地面鐘世界線是t軸,飛船鐘世界線是首尾與地面鐘世界線相同而凸出去的曲線,地面係為慣性系所以度規分量為-1,1,故線長為dt-dx,兩條世界線dt相同,地面系世界線上dx為0而飛船系dx>0,所以地面鐘世界線長大於飛船鐘,故飛船經歷的時間更短

而從飛船系的時空圖來看正好相反,t軸為飛船鐘世界線,看起來由於上文飛船鐘世界線長會大於地面鐘,實際上這是錯誤的想法,原因在於飛船系度規分量不為-1,1,以飛船勻4加速為例,度規分量為-x,1,所以線長為xdt-dx,地面系作為曲線固然有負數項-dx可能更小,但是其第一項xdt大於0,比飛船的更大,因此加起來線長可以大於飛船鐘線長,故沒有矛盾

5樓:每天看著人來人往

你的問題深揪起來很複雜,不僅有速度,還有加速度(非慣性係),還有引力場,絕不是一時半會能說明的。只能簡單說明兩點,一是沒東西能達到光速,除非它出生的時候就是光速,也就不存在光速相當於哪個參考係的問題。二是,建議你看看雙生子佯繆的說明。

6樓:

又是這種問題,老生常談了。

「達到光速時間會靜止」這種說法可以說是錯的,因為狹義相對論(SR)已經明確的告訴我們:物質分為兩種,第一種生來就是以光速運動,比如光子,比如可能存在的引力子(另外以前認為中微子也是以光速運動,但後來發現中微子有質量,所以現在不能這麼說了 );第二種物質,是永遠以「亞光速」運動,比如電子、質子、中子、各種原子。「達到光速時間會靜止」這個說法,錯就錯在,認為第二種物質可以加速到光速。

正確的說法是:光子的世界線長度為零,質點(或者說第二種物質)的世界線長度非零(一般取正數),而世界線長度就對應了固有時,所以光子的固有時為零,一般物質的固有時都是正的。(固有時就是觀察者的標準鐘經歷的時間,簡單的說,就是你的固有時是你手錶走過的時間、我的固有時是我的手錶走過的時間。

光子的固有時為零,也就是說,如果光子帶了個手錶,那個手錶指標是不會動的,當然這只是個比喻。)

「這裡的光速是相對於哪個參考係的速度?」,對於提問的這「半個問題」,根據SR的精神,當我們談論物理學問題的時候,如果提到參考係而不說明,一般預設是慣性系,而所有慣性系中,光的速度都是一樣的。

「可是地面上的石英鐘相對於飛機上的石英鐘也處於高速執行狀態」,這種說法是有問題的,現在市面很多科普書,有些是比較「laji」的,可能看了這些書還不如不看,更別提網路上各種laji民科帖子。正確的說法是:不考慮地球(和其它天體)引力、地球自轉的影響,將地面參考係看作乙個慣性系,飛機繞地球轉一圈回到原點,發現飛機攜帶的原子鐘比地面上的慢了。

至於為什麼不能把飛機看作靜止的、把地面(地球)看作運動的,因為飛機繞地球轉一圈,中間還有起飛降落的過程,它肯定不是慣性系!

什麼是慣性系?一般的說法是「牛頓第一定律成立的參考係是慣性系」,也就是說,如果在乙個實驗室裡,任意向乙個方向發射乙個小球,小球都保持發射的速度進行勻速直線運動,這個實驗室就是乙個慣性系。

顯然,地面本身肯定不是慣性系,因為你扔出去的石頭的軌跡是拋物線,而不是直線,這是因為引力的作用。但是當我們忽略豎直方向的引力,地面在水平方向是很接近慣性系的。如果我們在地面做實驗,把地面打磨得很光滑,會發現:

靜止在地面上的小球會一直保持靜止,在地面上做水平方向勻速運動的小球一直保持勻速運動(如果會停下來,我們會發現那只是地面不夠光滑,有摩擦力)。所以,我們有足夠的理由把地面參考係當做是乙個慣性系。

再看飛機,它至少要經歷「加速起飛——平穩飛行——減速降落」三個過程,如果我們在飛機裡也搭乙個封閉的力學實驗室,觀察者不能看到實驗室外面,實驗室的地板很光滑,上面放一顆銅球,當飛機還停在機場跑道上,觀察者看到銅球一直靜止在實驗室地板上;當飛機開始加速起飛,觀察者看到銅球在地板上加速運動;當飛機在空中飛行遇到湍流,觀察者又看到銅球在地板上彈跳、做不規則的運動;飛機開始降落時,觀察者又看到銅球發生加速運動。觀察者認為,在這個實驗室裡,牛頓第一定律根本不成立了,所以實驗室不是慣性系,即飛機不是慣性系!(觀察者也可以認為這個實驗室裡牛頓第一定律成立,但是出現了慣性力,所以他是處於乙個非慣性係中。

)其實這個問題就是常說的「雙生子佯謬」,很多科普書、甚至專業書籍都說雙生子佯謬必須用廣義相對論(GR)來解決,其實,雙生子佯謬就是乙個土生土長的狹義相對論(SR)問題,用SR就能解決,就算不把地球看作慣性系,也能得出飛機鐘比地面鐘慢的結論。比如取地心參考係,地面鐘近似作圓周運動,而飛機也是近似作圓周運動,但是飛機經歷的加速度比地面鐘更大、運動速度也更快,計算出來的結果同樣是飛機鐘比地面鐘慢。其實,【要點】就是,不能取飛機參考係作為慣性系進行計算,如上所述,地面參考係比飛機參考係更接近慣性系,兩者並不對稱(從計算的角度來說,把地面參考係當做慣性系計算出來的結果偏差很小,把飛機參考係當做慣性系計算得的結果偏差很大)。

如果把這個問題改一下,不用地面鐘和飛機鐘,而是去到遠離所有恆星、天體甚至遠離所有星系的地方(天文學觀測的確發現宇宙的某些地方很空曠,看起來沒有任何星系),這種地方基本上可以看做是沒有引力的,現在我們有兩艘飛船A和B,分別由觀察者A和B駕駛(字母對應,以下都直接說A、B)。A、B開始時是在同乙個地點,各自攜帶的原子鐘已經對準,都關閉發動機。在某一時刻,B啟動發動機,繞A飛行了一圈,而A的發動機一直處於關閉狀態,A、B重逢後對鍾,發現B的鐘慢了。

現在問題是:為什麼不能把啟動發動機的B看作是靜止的(處於慣性系),把A看作是高速運動的?

由於沒有引力的影響,現在可以很簡單的說明了:在B啟動發動機後,B飛船內的實驗都不符合(或部分不符合)牛頓第一定律,而A飛船內的實驗都符合牛頓第一定律——任何方向上都是如此。所以,A飛船是慣性系,而B飛船不是慣性系,B不能認為自己靜止而A運動。

「相對論」的「相對」,不是說什麼都是相對的,而是出於「相對性原理」一詞,相對論的本意是「基於相對性原理的理論」,相對性原理講的就是:所有慣性系都是平權的。通俗的說,就是兩個慣性系X、Y之間互相都可以認為自己靜止、對方勻速運動或靜止。

比如上述兩艘飛船A、B,如果兩者都出於關閉發動機的狀態勻速相互遠離,A可以認為自己靜止、B在運動,B也可以認為自己靜止、A在運動。

但是當A關閉發動機、B開啟發動機時,B不再是慣性系,兩者就不是平權的了。

7樓:panda

光速是不需要參考係的,是絕對的,因為光速相對於誰都是光速。為什麼?舉個例子,你自己手上拿塊表,在一條無限長的座標上前向勻速運動,你發現你的表只走了無窮小的一步,而你已經運動到了座標的無窮遠處,這時候,站在座標上不動的人,看你的速度才是光速。

這是可以用狹義相對論計算出來的。那麼,光速實際上對了應了乙個無窮量,所以比較的時候會有些奇怪的結論。

8樓:劉雙林

相對論基本假設下,光在任何參照系中多少恆定的光速。任何慣性系中,光仍然是光速,不管你怎麼「運動」,你的物理意義的時間永遠不會變。

真正的物理時間永遠不會變,這是我不同意狹義相對論物理解釋的地方。

如果達到光速時間就會靜止,那麼3 10 8公尺外是上一秒嗎?

Frankie Ling 達到光速時,達到光速的物體的時間相對於其參照物是靜止的,比如一艘飛船以光速飛離地球,這艘飛船的時間相對地球就是靜止的,如果存在一種可能性,比如地球上的人能觀察飛船內的情景,飛船內一切事物都是靜止的。但是,飛船內的人的感知不會有任何異樣,他們對時間的感知仍是正常的。另,1 光...

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