一起读《时间简史》-17火车为什么会变短
上一集觉得时间的几个性质,他们可以概括为三方面,有限性、相对性和其中相对性是重点,它来源于爱因斯坦的那个路人皆知的相对论。这一集全相对论的知识除了时间膨胀以外,还产生了哪些神奇的效果?还有什么东西是相对的?
其实相对性的还表现在长度和质量这两方面。咱们一个一个来说。首先除了时间的相对性外,相对论的另一个表现就是空间的相对性。你可能会问,空间的相对性之前不是讲过了吗?空间的相对性很早之前就讨论,从万有引力推论出宇宙不存在中心的那一刻起,空间的相对性就已经是板上钉钉的事。但那个时候还没发现相对论。
空间的相对性还是比较简单的,仅仅表现为对于某件事在宇宙中发生的位置有一个确切的说法。比如之前举过的刘翔在跨栏比赛中破纪录的例子,有人会认为这个事情发生在奥运会赛场上,但由于地球在不停的运动,外星人会认为这个事情发生在太阳系或者银河系中的某个位置,也就是说宇宙中没有一个通用的地标,但空间这个时候会跳出来说,我虽然无法告诉你一个确切的位置,但我可以告诉你任意两个位置间的距离呀。比如刘翔脚底下跑道的长度,虽然在宇宙中观察这个跑道在不停的移动,但跑道的起点和终点的距离也就是110。
那么到这儿我们谈到了距离这个概念,这同样属于空间的范畴。再对比之前讲过的时间段和。你会发现其实就是空间中的一段可以简称空间段,而位置就是空间点。都知道两个点之间就构成一条线段。在牛顿时代对空间段是能够达成共识的,并且空间段非常的有用。当物体大小的三个标准长度,说白了就是空间段,只不过他们分别是一维、二维和三维的空间段。
然而相对论问世以后,爱因斯坦告诉我们,空间段也不是绝对的了,会出现长度收缩效应。要想理解这一点,首先。这个对你来说肯定非常小儿科,不就是测量长度吗?可以用尺子,但用尺子测量长度有一个局限,就是它只能用来测量静止不动的物体。
因为静止的物体两端是固定的,你拿把尺子放在那然后读数就可以了。可一旦一个物体是运动的状态,比如一列火车从你身边开过,你要如何测量它的长度呢?他路过那一瞬间你来不及读书,那这个时候我们可以用一个间接测量法,就是用距离等于速度乘以时间这个公式。你可以一个固定的速度从火车的车头跑到车尾,记录下跑完全程的时间度不就算出来了……