狭义相对论究竟是什么意思,有怎样具体的解释?

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淡泊又绝妙的白桦1
2020-10-03 · TA获得超过3431个赞
知道答主
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我们人类想要获得发展,那么科学就是我们必须了解的事情,随着中国的科学技术一天一天的强大起来,我们作为中国人,自然也应该全面的了解科学,现在国家普及科学知识,美女小倩也给大家推出了一系列的科学文章,就是希望能够和大家一起学习和了解科学。

爱因斯坦是一个我们都十分熟悉的著名科学家,可以说爱因斯坦让我们看到了一个真实的宇宙,将以往人类的宇宙科学全部的颠覆了过来,特别是爱因斯坦的狭义相对论,给我们带来一个全新的认知。

所以了解狭义相对论是了解,我们现在这个世界科学技术的一个最主要的知识,因此美女小倩给大家一个具体的解释一下,但是因为个人的知识水平有限,如果大家觉得美女小倩的解释有偏差,希望能够批评指正。


说到狭义相对论的时候,美女小倩要给大家先说一个例子,比如有两个人,走路的速度是一样,都是每小时五公里,此时一个人在电梯上行走,一个在道路上正常行走,那么相加的话,肯定是电梯上的人速度要快出很多。

但是如果还有另外一个人的话,那么在他的眼中,两个人都能够同时呈现他们的样子,当然他们的样子是一个快一个慢,那么如果根据这个情况的话,光的速度就会有不同,这是我们对于正常事物的一个理解,可是狭义相对论有新的解释。


具体的情况是在狭义相对论中,此时两个人的光速是一致的,也就是说光速的速度并没有变快或者变慢,这就是爱因斯坦的狭义相对论中最令人感到惊奇的一点,因为爱因斯坦将光速恒定在一个速度上,所以任何时候光速是不会发生任何改变的,这点就是狭义相对论的一个宗旨。

所以我们要了解狭义相对论,这一点我们必须要注意,其实爱因斯坦的狭义相对论只有几页,可是据说他的狭义相对论,当时能够理解的人不超过五个,其实一直到现在真正理解的人,也是局指可数,所以想要让大家理解,美女小倩必须抛开复杂的数学模式。


狭义相对论的历史已经很长了,在一九零五年的时候爱因斯坦发表了著名的 一篇文章,那就是【论动体的电动力学】,这个文章里面的【狭义】其实就是表示,这篇文章适用于一些惯性的参考系,所以从这个规定来看,我们就知道光速必须是限定的速度。

爱因斯坦的文章中有两个假设是最基础的理论,第一个是狭义相对性原理,主要是阐述一系列的理论基石,给大家一个最初步的数据模型,第二个就是光速不变原理,这点爱因斯坦也做出了自己的设定,让我们有一个全新的认识。


爱因斯坦的文章中,有一个理论的核心方程式,那就是洛伦兹变换【群】,这个群其实就是一种设置和设定的条件,也就是见惯性系坐标变换的一种模式,所以有了这个前提条件,我们上面举例子说明的现象,才能够得到解释。

爱因斯坦的狭义相对论预言出一些以往科学家没有发现的新效应,也就是科学家称为相对论效应的一些宇宙的现象,比如爱因斯坦提出的时间膨胀理论,长度收缩理论以及横向多普勒效应等,这些目前科学家已经证实,另外还有质速关系和质能关系,这个科学界现在也基本上可以证实。


现代的物理理论的基础就是狭义相对论,科学家认为一切微观物理理论,比如现代的基本粒子理论和宏观引力理论,这些前提的条件都是必须达到或者满足狭义相对论中的标准和要求,知道现在为止,人类科学家找不到爱因斯坦狭义相对论有任何错误。

为什么美女小倩这样说呢?因为爱因斯坦的狭义相对论中的物理性质,也就是动力学理论,已经被许多高精度实验所证实,同时最近几年发现的一些宇宙呈现的引力波现象,更是给爱因斯坦的理论,做出了最直接的证明。


我们需要知道的是狭义相对论虽然页数不是很多,但是包罗万象,因为其中不仅仅涵盖时间膨胀这些科学的预言意外,爱因斯坦还给出,麦克斯韦-赫兹方程变换和一些物理当量,让我们的宇宙世界变得井然有序,给我们一个全新的视角。

狭义相对论研究则更加的复杂,需要科学家使用引入张量的数学工具才能够全面的了解,同时爱因斯坦的狭义相对论中,对于时空理论的扩展尤为重要,比如我们生活在一个三维空间,同时还要加入一维时间,这就是我们生活的一个四维时空,理解这点才能够全面理解爱因斯坦的狭义相对论。


那么四维时空怎么样理解呢?其实道理也很简单,我们的宇宙大爆炸的时候,是一种立体式的大爆发,此时物质是按照立体来进行分布,同时由于宇宙的产生,时间就出现了,因此我们的时空,就是成为一个四维时空。

宇宙的扩张是立体的形势发展,所以我们处于三维的空间,但是物质的质量能够改变时空的模式,也就是说物质的质量越大,那么时间和空间就会出现变化,这点数学形式为闵可夫斯基几何空间,大家有时间可以了解一下,其实只要知道质量改变时空,基本上就了解了爱因斯坦的理论,起码知道时空的基本模式。


狭义相对论中爱因斯坦还有一个认识,那就是速度和质量等效关系,速度越快的话,那么就会拉慢时间方面起的作用,这点也得到科学家的证实,比如我们太空中的卫星和一些机械,都需要不定期的重新定制时间,不然时间就会出现误差,这就是一个证明。

所以狭义相对论主要介绍的就是两个方面,一个是速度可以改变时空,另外一个是质量也可以改变时空。现在我们中国的科学家,在宇宙研究方面不断的前进,特别是中国科学家在量子力学方面有很重要的发现

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