现实生活中爱因斯坦相对论的8种解释
(Keystone/Hulton Archive/Getty)
相对论是20世纪最著名的科学理论之一,但它对我们在日常生活中看到的东西有多好的解释
由爱因斯坦于1905年提出,相对论是物理定律处处相同的概念。该理论解释了物体在空间和时间上的行为,它可以用来预测从黑洞的存在到由重力引起的光弯曲到水星在其轨道上的行为的一切。首先,没有“绝对”的参照系。每次你测量一个物体的速度,或它的动量,或它如何经历时间,它总是与其他事物有关。其次,光速是相同的,不管是谁测量的,也不管测量者测量的速度有多快。第三,没有什么能比光走得更快。[扭曲的物理学:7个令人震惊的发现]
爱因斯坦最著名的理论的含义是深刻的。如果光速总是相同的,那就意味着航天员相对于地球的速度非常快,测量时间的滴答声将比地球上的观测者慢——对航天员来说,时间基本上是慢下来的,这种现象叫做时间膨胀。
大重力场中的任何物体都在加速,所以它也会体验时间膨胀。同时,宇航员的飞船将经历长度收缩,这意味着如果你在飞船飞过时拍下它的照片,它看起来就像是在运动方向上被“压扁”了。然而,对船上的宇航员来说,一切都是正常的。此外,从地球人的角度来看,宇宙飞船的质量似乎会增加。
,但你不一定需要宇宙飞船以接近光速的速度缩放才能看到相对论效应。事实上,我们在日常生活中可以看到相对论的几个例子,甚至我们今天使用的技术都证明爱因斯坦是对的。以下是我们在行动中看到相对性的一些方式。
电磁铁输电塔支持电线,将电力从发电厂输送到家庭。(long8614 | Shutterstock)
磁性是一种相对论效应,如果你使用电,你可以感谢相对论的事实,发电机工作在所有。
如果你采取一个线圈的电线,并通过磁场,你产生电流。电线中的带电粒子受到不断变化的磁场的影响,磁场迫使其中一些粒子移动并产生电流。
,但现在,想象一下电线静止时,磁铁在移动。在这种情况下,电线中的带电粒子(电子和质子)不再移动,所以磁场不应该影响它们。但它确实存在,而且电流仍然在流动。这表明没有特权的参照系。
加州克莱蒙特波莫纳学院的物理学教授托马斯·摩尔用相对论原理来证明法拉第定律的原因,法拉第定律指出磁场的变化会产生电流,是的。
“因为这是变压器和发电机背后的核心原理,任何用电的人都在经历相对论的影响,”摩尔说,
电磁铁也通过相对论工作。当电荷的直流电流过电线时,电子就在材料中漂移。通常情况下,电线看起来是电中性的,没有净的正电荷或负电荷。这是因为质子(正电荷)和电子(负电荷)的数量差不多。但是,如果你用直流电流把另一根电线放在它旁边,电线就会互相吸引或排斥,这取决于电流的移动方向。[9关于磁铁的有趣事实]
假设电流在移动e“汞是一种液体”
(MarcelClemens | Shutterstock)
与金类似,汞也是一个重原子,由于其速度和随后的质量增加,电子保持在靠近原子核的位置。由于汞原子间的键很弱,所以汞在较低的温度下融化,当我们看到它时,它通常是液体。
你的旧电视(Andrii Malysh | Shutterstock)
几年前,大多数电视和显示器都有阴极射线管屏幕。阴极射线管的工作原理是用一块大磁铁向磷光体表面发射电子。每一个电子击中屏幕背面时都会产生一个发光的像素。电子发射出来使图像以光速的30%移动。相对论效应是显而易见的,当制造商成形磁铁时,他们必须考虑这些效应。
轻超新星残骸W498。这张照片结合了来自地面的红外图像(红色,绿色)和来自美国宇航局钱德拉X射线天文台(蓝色)的X射线数据。(Caltech/SSC/J.Rho和T.Jarrett以及NASA/CXC/SSC/J.Keohane等人)如果艾萨克·牛顿假设有一个绝对静止帧是正确的,那么我们就必须提出一个不同的光解释,因为它根本不会发生。“KdSPE”“KdSPs”“不仅磁性不存在,而且光也不存在。波莫纳学院的摩尔说:“因为相对论要求电磁场的变化以有限的速度而不是瞬间移动。”如果相对论没有强制执行这一要求,电场的变化将是瞬间传递的,而不是通过电磁波,磁场和光都将是不必要的