学帮网不明白超过光速时间为什么会变慢,举例说明.
来源：学生作业学帮网 编辑：学帮网 时间：2024/05/09 06:19:51
不明白超过光速时间为什么会变慢,举例说明.
时间的相对性,是指不同惯性参照系中的不同观察者都有属于自己的时间.这是一个最重要的结论.如果两个参照系（观察者）之间是静止的,那么他们的时间就是一样的（固有时间）；只要他们之间存在互相运动,那么他们各自的时间就不一样（非固有时间）.
霍金《大设计》对相对时间说得最清楚.设想一架飞机在空中飞,这时候从机尾到机头发出一道光脉冲.速度就是距离除以时间,因此对于机舱内的观察者来说这道光的速度是飞机的长度除以时间；对于地面上的一个观察者来说,是飞行距离加飞机长度,再除以时间.重点是：这两个人测得的光速必须是一样的.为了说明问题,我假设一些数据.飞机长度是20米,机舱观察者测得的时间是1秒；飞行距离加飞机长度是200米,因为光速相等,即20/1=200/t,可以得到地面观察者测得的时间t应该是10秒.但他们观察的是同一个物理过程.很奇妙,“运动的时钟走得慢”,地面上经过了10秒,飞机里才经过1秒.“洞中方一日,世上已千年”,中华传统文化第一的拥护者们可以欢呼了.
实际上飞机的速度比起光速来基本可以忽略不计.光脉冲从机尾到机头不过瞬间,这段时间里可以认为飞机就没动,因此在现实中时间上的差别根本感受不到.不过不妨碍用它说明问题.当你运动得越接近光速,这个效应就越大.
物体的速度超过光速，把光速看为零，物体还有一个速度，也就是说物体可以追到光，看到以前的景象。但并不存在穿越，因为只是看到而已。
根据狭义相对性原理，惯性系是完全等价的，因此，在同一个惯性系中，存在统一的时间，称为同时性，而相对论证明，在不同的惯性系中，却没有统一的同时性，也就是两个事件(时空点)在一个惯性系内同时，在另一个惯性系内就可能不同时，这就是同时的相对性，在惯性系中，同一物理过程的时间进程是完全相同的，如果用同一物理过程来度量时间，就可在整个惯性系中得到统一的时间。在今后的广义相对论中可以知道，非惯性系中，时空是不...
全部展开
根据狭义相对性原理，惯性系是完全等价的，因此，在同一个惯性系中，存在统一的时间，称为同时性，而相对论证明，在不同的惯性系中，却没有统一的同时性，也就是两个事件(时空点)在一个惯性系内同时，在另一个惯性系内就可能不同时，这就是同时的相对性，在惯性系中，同一物理过程的时间进程是完全相同的，如果用同一物理过程来度量时间，就可在整个惯性系中得到统一的时间。在今后的广义相对论中可以知道，非惯性系中，时空是不均匀的，也就是说，在同一非惯性系中，没有统一的时间，因此不能建立统一的同时性。 相对论导出了不同惯性系之间时间进度的关系，发现运动的惯性系时间进度慢，这就是所谓的钟慢效应。可以通俗的理解为，运动的钟比静止的钟走得慢，而且，运动速度越快，钟走的越慢，接近光速时，钟就几乎停止了。 尺子的长度就是在一惯性系中"同时"得到的两个端点的坐标值的差。由于"同时"的相对性，不同惯性系中测量的长度也不同。相对论证明，在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短，这就是所谓的尺缩效应，当速度接近光速时，尺子缩成一个点。 由以上陈述可知，钟慢和尺缩的原理就是时间进度有相对性。也就是说，时间进度与参考系有关。这就从根本上否定了牛顿的绝对时空观，相对论认为，绝对时间是不存在的，然而时间仍是个客观量。比如在下期将讨论的双生子理想实验中，哥哥乘飞船回来后是15岁，弟弟可能已经是45岁了，说明时间是相对的，但哥哥的确是活了15年，弟弟也的确认为自己活了45年，这是与参考系无关的，时间又是"绝对的"。这说明，不论物体运动状态如何，它本身所经历的时间是一个客观量，是绝对的，这称为固有时。也就是说，无论你以什么形式运动，你都认为你喝咖啡的速度很正常，你的生活规律都没有被打乱，但别人可能看到你喝咖啡用了100年，而从放下杯子到寿终正寝只用了一秒钟。
收起