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关于相对论你可能不知道的20件事

时间:2019-10-15 来源:熊猫流量小王子

相对论是关于时空和引力的基本理论,主要由阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)创立,依据研究的对象不同分为狭义相对论和广义相对论。相对论和量子力学的提出给物理学带来了革命性的变化,共同奠定了近代物理学的基础。相对论极大的改变了人类对宇宙和自然的“常识性”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。

关于相对论你可能不知道的20件事

关于相对论你可能不知道的20件事

说到相对论,一般人自然而然想到爱因斯坦,认为是他发明的这一理论,但其实不然,是伽利略在他之前于偶然间发现的。以下就是关于相对论你所不知道的20个事实。

1.是谁发明的相对论?一般人都认为是爱因斯坦,这其实是误解。伽利略早在1639年便意外地发现了这一理论,当时他发现下落物体在飘洋过海的船上的表现同在静止的建筑中落下时的表现一样。

2.爱因斯坦并没有称其为相对论,这个词在他1905年的论文《论运动物体的电动力学》原作中从未出现过,他讨厌这个词,更喜欢“恒定性理论”,因为这一物理定律对所有观测者都是同样的——没有什么相对性。

3.那么时空统一体呢?不是,这也不是爱因斯坦提出的,时间是第四维的概念来自于爱因斯坦的老师、美籍德裔天文学家赫尔曼-闵可夫斯基,后者曾经训斥爱因斯坦为“懒鬼”。

4.爱因斯坦确实用公式重新描述了伽利略的相对论,用于解释以接近于光速发生的奇异现象,在这些情况下,时间变得迟缓,空间遭到压缩。爱因斯坦这一做法倒是有可取之处。

5.奥地利物理学家弗里德里希-哈森赫尔(Friedrich Hasen?hrl)在爱因斯坦之前,就推出了质能方程式E=mc2。

6.从未听说过哈森赫尔?那是因为他未能将这一方程式与相对论原理联系起来。也许他距成功仅一步之遥啊!

7.爱因斯坦在瑞士专利局的全职工作为他带来诸多便利,在日常工作中,他会趁别人不注意时,偷偷推敲相对论的奥秘。监督员从身边经过时,他就将纸条藏在桌子下面。

8.尽管爱因斯坦是禁酒主义者,但在最终完成相对论之时,他却和妻子米列娃自斟自饮,把酒言欢。

9.爱情是相对的。爱因斯坦1904年在完成这一突破性理论时写道:“我需要妻子,她为我解开了所有的数学题。”然而,到了1914年,爱因斯坦却强令妻子“断绝同我的所有私人关系,因为出于社会原因,保持这种关系不是绝对需要的。”

10.规则也是相对的。爱因斯坦解释说,任何东西的速度都没有光快,但空间本身却没有这样的速度限制。在创世大爆炸之后不久,失控的宇宙如一匹脱缰的野马迅速膨胀,将光远远地甩在了身后。

11.是的,确实有两个相对论。但迄今为止,我们谈论的一直是狭义相对论,这种理论适用于在速度不变的情况下移动的物体。而涵盖加速物体及解释重力如何起作用的广义相对论是在十年后问世的,被科学家认为是爱因斯坦真正独一无二的见解。

12.快乐总伴随你身边:当爱因斯坦被一道广义相对论数学题难住的时候,他依靠大学老同学马赛尔-格罗斯曼的帮忙,成功解开了这道难题,让他明白友情的可贵。

13.尽管如此,广义相对论的早期版本有一个重大错误——算错了因重力导致的光束弯曲的数值。

14.幸运的是,在1914年日食期间验证这一理论的计划因第一次世界大战的爆发而流产。倘若当时做了这一实验,上面提到的那个错误就会显露出来,爱因斯坦的理论会被证明是错误的。

15.日食实验最终还是在1919年上演了。那一年,英国著名物理学家亚瑟-埃丁顿宣布广义相对论获得成功,这让爱因斯坦从默默无闻的小职员一举成名,他的肖像还印在了咖啡杯上。

16.回顾历史,埃丁顿似乎捏造了这一结果,对外公布了表现“错误”成果的照片。

17.没人注意到这一点并不足为奇:爱因斯坦1955年去世时,科学家仍没有任何有关广义相对论发挥作用的证据。

18.这一情况在20世纪60年代发生了戏剧性的变化,当时天文学家开始发现一些极端的物体――中子星和黑洞,它们对时空的研究产生了重大影响。

19.今天的广义相对论非常容易理解,甚至于还被根据星系和遥远星系使光弯曲的现象,用来给星系测重量,锁定遥远行星的位置。

20.如果我们费尽口舌,说了这么半天,还是不理解爱因斯坦的理论,不妨亲自尝试一下,验证这一理论:“将你的手放在热炉子上,也许只有片刻,但你的感觉就像如一小时般漫长。同一位漂亮美眉坐上一小时,但你却感觉时光飞逝,一眨眼就过去了。这就是相对论。”

站长点评:如果空间本身没有速度的限制的话,这么说,扩张的宇宙边缘,永远是黑暗的。