位置:首页历史解密>相对论是什么意思

相对论是什么意思

所属分类:历史解密 编辑:语文霸霸 访问量:3241 更新时间:2024/1/10 12:34:14

相对论(英语:Theory of relativity)是关于时空引力的理论,主要由爱因斯坦创立,依其研究对象的不同可分为狭义相对论广义相对论。相对论和量子力学的提出给物理学带来了革命性的变化,它们共同奠定了现代物理学的基础。相对论极大地改变了人类对宇宙和自然的“识性”观念,提出了“同时的相对性”、“四维时空”、“弯曲时空”等全新的概念。不过近年来,人们对于物理理论的分类有了一种新的认识——以其理论是否是决定论的来划分经典与非经典的物理学,即“非经典的=量子的”。在这个意义下,相对论仍然是一种经典的理论。

狭义与广义相对论的分别

传统上,在爱因斯坦刚刚提出相对论的初期,人们以所讨论的问题是否涉及非惯性参考系来作为狭义与广义相对论分类的标志。随着相对论理论的发展,这种分类方法越来越显出其缺点——参考系是跟观察者有关的,以这样一个相对的物理对象来划分物理理论,被认为不能反映问题的本质。

一般认为,狭义与广义相对论的区别在于所讨论的问题是否涉及引力(弯曲时空),即狭义相对论只涉及那些没有引力作用或者引力作用可以忽略的问题,而广义相对论则是讨论有引力作用时的物理学。用相对论的语言来说,就是狭义相对论的背景时空是平直的,即四维平凡流型配以闵氏度规,其曲率量为零,又称闵氏时空;而广义相对论的背景时空则是弯曲的,其曲率张量不为零。

相对论的应用

相对论主要在两个方面有用:一是高速运动(与光速可比拟的高速),一是强引力场。

在医院的放射治疗部,多数设有一台粒子加速器,产生高能粒子来制造同位素,作治疗或造影之用。氟代脱氧葡萄糖的合成便是一个经典例子。由于粒子运动的速度相当接近光速(0.9c-0.9999c),故粒子加速器的设计和使用必须考虑相对论效应。

全球卫星定位系统的卫星上的原子钟,对精确定位非常重要。这些时钟同时受狭义相对论因高速运动而导致的时间变慢(-7.2μs/日),和广义相对论因较(地面物件)承受着较弱的重力场而导致时间变快效应(+45.9μs/日)影响。相对论的净效应是那些时钟较地面的时钟运行的为快。故此,这些卫星的软件需要计算和抵消一切的相对论效应,确保定位准确。

全球卫星定位系统的算法本身便是基于光速不变原理的,若光速不变原理不成立,则全球卫星定位系统则需要更换为不同的算法方能精确定位。

过渡金属如铂的内层电子,运行速度极快,相对论效应不可忽略。在设计或研究新型的催化剂时,便需要考虑相对论对电子轨态能级的影响。同理,相对论亦可解释铅的6s惰性电子对效应。这个效应可以解释为某些化学电池有着较高的能量密度,为设计更轻巧的电池提供理论根据。相对论也可以解释为何水银在常温下是液体,而其他金属却不是。

由广义相对论推导出来的重力透镜效应,让天学家可以观察到黑洞和不发射电磁波的暗物质,和评估质量在太空的分布状况。

值得一提的是,原子弹的出现和著名的质能关系式(E=mc2)关系不大,而爱因斯坦本人也肯定了这一点。质能关系式只是解释原子弹威力的数学工具而已,对实作原子弹意义不大。

相对论对物理学发展的影响

相对论直接和间接地催生了量子力学的诞生,也为研究微观世界的高速运动确立全新的数学模型。

标签: 历史事件

更多文章

  • 忠犬八公是真实存在的吗

    历史解密编辑:一个人精彩标签:历史事件

    八公(ハチ公,1923年11月10日-1935年3月8日),是日本历史上一条具有传奇色彩的忠犬。其品种为秋田县大馆市的秋田犬。1923年出生于日本秋田县大馆市,于1924年被主人上野英三郎带到东京。每天早上,八公都在家门口目送主人上班,傍晚时分再到附近的涩谷站接他回家。一天晚上,上野英三郎并没有像往

  • 狭义相对论的实验验证有哪些

    历史解密编辑:冷默言语标签:历史事件

    验证狭义相对论的实验大体上分为六大类:①相对性原理的实验检验②光速不变原理的实验检验③时间膨胀实验④缓慢运动媒质的电磁现象实验⑤相对论力学实验⑥光子静止质量上限的实验关于相对性原理的实验检验,电动力学和光学的很多例子,特别是运动物体的电磁感应现象,都是很有说服力的,不再赘述,着重说明其余五大类的验证

  • 爱因斯坦电梯思想实验

    历史解密编辑:君莫笑标签:历史事件

    爱因斯坦的第四假设是其第一假设的推广。它可以这样表述:自然法则在所有的系中都是相同的。不可否认,宣称所有系中的自然规律都是相同的比称只有在伽利略系中自然规律相同听起来更“自然”。但是我们不知道(外部)是否存在一个伽利略系。这个原理被称作“广义相对论原理”。爱因斯坦电梯让我们假想一个在摩天大楼内部自由

  • 远古人类小时候在做什么

    历史解密编辑:轻描淡写标签:历史事件

    在童年时期,我们有玩具,可以看电视、手机和玩平板电脑等。但是在远古时代,没有像样的玩具,也没有电子产品,那时的少年儿童都在做什么呢?让我们通过考古学家的发现来看一看。70万年前蹦跳的小大人2018年,意大利考古学家在非洲埃塞俄比亚的一个山谷中发现了一串脚印,这些脚印上覆盖着火山灰,而这层火山灰的年代

  • 一张纸可以填满宇宙吗

    历史解密编辑:与世无争标签:历史事件

    一张纸能填满整个宇宙吗?常见的A4纸厚度是0.104毫米,可观测宇宙的直径是930亿光年,虽然其外还有空间,但受限于每秒30万公里的光速,天文学家暂时只能看这么多。在关于对折纸张的纪录里,美国人创下了4公里长卫生纸,对折13次的世界之最,而日常生活中的普通纸张,最多只能对折6到8次。按照每对折一次厚

  • 古代殉葬的妃子不愿死怎么办

    历史解密编辑:伸手摘星星标签:历史事件

    古代草菅人命,以帝王为尊,便衍生了一项可怕的制度:帝王死后,大部分的妃子要被殉葬。殉葬制度主要在汉朝之前;明朝朱元璋恢复,中期废除;清初恢复,中期废除。妃子们当然不愿意,有些甚至拼死挣扎,那么对待那些不配合殉葬的妃子,一般都是如何处理的呢?不愿意死的应该是大多数了,当然也可以说是全部,因为没有谁愿意

  • 未来的太阳系会被建设成什么样

    历史解密编辑:我亦王者标签:历史事件

    航天进入快速发展阶段,未来的太阳系会被建设成什么样?人类探索的动力太阳系是以太阳为中心的恒星系,包括8颗大行星以及它们的卫星,以及目前能够观测到的5颗矮行星和难以计数的小行星,以及其他天体。这些天体围绕太阳运转,我们的地球在太阳系中只是一颗普通的行星,在宇宙中更是一颗微不足道的点。八大行星依次为水星

  • 过毒是什么意思

    历史解密编辑:异世邪君标签:历史事件

    “过毒”这个词,已经成为了当代年轻人最关心的一件事;甚至可以说,它就像是一场消费的“宗教仪式”。所谓“过毒”,就是指把球鞋和潮品的照片,通过拍照的方式经过“得物(毒)”平台鉴定师鉴定后,给出的正品结果。相对应的,基于平台不同也会有过nice、过绿叉(stockx)的说法:但在本质上,这就跟古钱币收藏

  • 为什么会得胆结石

    历史解密编辑:不惹红尘标签:历史事件

    胆石症又称胆结石,是指胆道系统包括胆囊或胆管内发生结石的疾病;胆道感染是属于常见的疾病。按发病部位分为胆囊结石和胆管结石。结石在胆囊内形成后,可刺激胆囊黏膜,不仅可引起胆囊的慢性炎症,而且当结石嵌顿在胆囊颈部或胆囊管后,还可以引起继发感染,导致胆囊的急性炎症。由于结石对胆囊黏膜的慢性刺激,还可能导致

  • 合肥心形路在哪里

    历史解密编辑:高跟鞋的旋律标签:历史事件

    安徽合肥的翡翠湖环湖公路,从高空俯瞰就像一个爱心,被称为全网最大心形公路。安徽大学、合肥工业大学隔湖相望。两人一起走一圈加起来刚好13.14公里,使得这里成了不少恋人的约会地,也吸引了众多跑步爱好者打卡。翡翠湖,位于安徽合肥蜀山区容成路1号,整个景区占地面积2022亩,其中湖面947亩,为古梗水库改