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很多人都提到:小编所说的狭义相对论中:速度越快 , 距离不会发生改变 。 因为 , 时间与距离是恒定的量 , 一个是秒、分;一个是米 , 千米 。 这两个单位怎么会因为速度而发生变化呢?
很多人说道 , 速度足够快 , 穿越时空!小编不讨论这种情况 , 以现有科学实验的角度 , 为大家说明区别 , 以及光速的概念!
事实上 , 狭义相对论与光和光的运动性质有关 。 上篇文章中 , 我们提过 , 约翰的运动速度如果没有参考比照的对象 , 单独提出来是没有任何意义的 。 但是 , 光速却是不一样的!因为 , 我们都默认 , 无论在任何条件下 , 光速是300000000米/秒 。
这句话在第一次读起来 , 可能会比较迷惑 。 小编下面用一个例子为大家解读一下 , 看看关于光速的推论对普通的事物是否有用 。 假如 , 我们和朋友去外面打口袋 , 假设口袋在空中的速度是5米/秒 。
【推翻牛顿体系的光速?百年实验,爱因斯坦也未能解决的光速性质!】这时候 , 朋友突然把口袋变成了一颗石头 , 扔向了我们 。 我们为了躲避石头 , 转身向后跑去 。 我们假设 , 石头的速度和口袋的速度一样 , 都是5米/秒 。 这时候 , 我们也在跑 , 我们的速度是4米/秒 。
此时 , 构成了一个相对运动的环境 , 石头相对于地面的速度 , 依旧是5米/秒 , 但相对于运动中的我们 , 它的速度就变成了(5-4)=1米/秒 。 这就是相对运动中 , 更换参照物 , 导致速度发生的变化 。
小编再举一例 , 假如我们在山村开心的度假 , 这时候发生了泥石流 。 这种天灾 , 我们的第一想法 , 就是逃跑 。 假设 , 泥石流的速度是15米/秒 。 我们的跑步速度是7米/秒 。 这时候 , 泥石流相对于我们的速度就变成(15-7)=8米/秒 。
这样 , 泥石流流向我们的速度就会比15米/秒慢一些 , 因为我们也在移动 。 当然 , 假如有旁观者 , 此时他会发现 , 泥石流的速度远比我们快 , 我们正在被泥石流逐渐追赶 , 距离不断缩小 。
此时 , 我们来比较这两个例子中 , 口袋 , 石头 , 泥石流与光有哪些基本的区别 。 为了更形象一些 , 我们把光想象成一束光子组成的 。
当然 , 当我们打开手电筒的时候 , 就会发现 , 光是呈现出一束光的感觉 。 事实上 , 这就是手电筒再向某个方向发射一束光子 。 现在 , 我们看看光子是如何运动的 。
假设 , 朋友把石头换成了大号的手电筒 , 向我们发射过来 。 此时 , 我们用一个测量光速的仪器 , 可以测得这束光子的速度是300000000米/秒 。 假设 , 我们依旧采取逃跑 , 那么 , 光速与我们的相对速度又会是多少呢?当然 , 事实上 , 还没等迈出左腿 , 就被击中了 。
因为这个差距过大 , 所以小编举一个比较形象的例子 。 假设 , 我们乘坐了未来的宇宙飞船 , 以1.6亿千米/时(160000000000米/秒)的速度离开朋友 。 按照传统认知里 , 光速是10.8亿千米/时(300000000米/秒) , 光速比我们稍快 。
那我们根据相对情况下进行分析:光速应该是以(10.8-1.6=)9.2亿千米/时(920000000000米/秒)的速度追上才对吧?但事实上 , 这种事情并不会发生!
1880年以来 , 科学家通过无数次的实验以及对光的麦克斯韦电磁学理论的分析和解释 , 逐渐发现 , 这种设想根本不会发生!
因为 , 事实上 , 无论你以什么样的方式 , 以什么样的速度奔跑 , 这束光子飞向你的速度永远是10.8亿千米/时(300000000米/秒) , 丝毫不会改变!
这是不是很出人意料 , 大家可能感觉不对啊 , 相对运动的确是应该速度相减才对 , 怎么会发生这种事情?为什么如何相对运动 , 光速一直还是保持不变的呢?很多人可能会问 , 到底有没有科学实验证明这一切呢?毕竟 , 口说无凭!
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