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时间膨胀怎样理解

发布时间: 2022-04-16 20:32:45

① 怎样解释时间膨胀

根据相对论时间膨胀理论:
设你感到的时间流逝为t'
静止时时间流逝为t
光速为c
你的速度为v
则根据公式:
t=t'/根号下(1-(v/c)^2)
那么计算后得知
t=86400秒
t'=86400*365秒
c=3*10^8米每秒
所以v=299998874.1米每秒
这时你的质量由于相对膨胀而接近正无穷大
而且人类还不能将人这样大的物体加速到这么快(贴近光速了)
所以理论上是可以,但实际上是不可以的.
目前人类只能把一些基本粒子提速到光速的99.99几%
而再大基本上就是不可能了
因为根据F=ma可得(F作用力,m受力物质量,a加速度)
质量接近正无穷大时,要想获得一个较大的加速度很困难
速度无法增加,自然超不过光速,所以,同时,时间旅行也是不可以的.

② 相对论的时间膨胀如何理解

一楼说法稍有问题,因为相对论指出,任何物体不仅运动状态是相对的,并且时间也是相对而言的,没有绝对的时间,抛开物体说时间是毫无意义的,所以各个物体有各自的时间,决定因素也就是速度了。

③ 解释:时间膨胀。

解释: 时间膨胀是说时间并不是永远以我们感受到的现在的这种速度进行的,它也会发生变化.它一般是和速度有关的.速度越快,越接近于极限速度,时间就会越慢(这里有个名词:极限速度.我们所处宇宙的极限速度是光速,但并不是所有的宇宙其极限速度都是光速,可能更快,也可能更慢).举个设想的例子说吧,假如有一个人一分钟的心跳是60下,当他高速运动时,如果速度足够大,他的心跳可能会变成40下,20下,甚至更慢.因为随速度的增加,他的时间变慢了,他自身的新陈代谢也随之变慢.这样,相对于他的时间就发生了膨胀. 【发现过程】 我们通常会认为,光波的速度因与我们运动的方向相同或相反或取各种中间角度而有所不同。令人惊奇的是,爱因斯坦却认为事实上不会是这样。20世纪初,爱因斯坦就认识到,我们的时空观并不完善。他是通过分析电和磁相结合产生电磁辐射(例如光辐射)特性的规律得出这个结论的。他认为,如果光在一切测量中具有协调一致的特性的话,在物理学中光速必定扮演着主要角色。特别是,真空中的光速必须不变,无论光源和观察者做什么样的相对运动,真空光速总是每秒三十万千米。 【牛顿与爱因斯坦的对立】 17世纪,牛顿曾提出过一个相对性的经典说法。当时他主张,作为参照基准的参考框架,无论做什么样的匀速直线运动,都不会对实验(包括物理的运动)产生影响。爱因斯坦认为这种说法与他的电磁学理论格格不入,当他试图搞清楚以光速运动的观察者所看到的光波将会是什么样时,他遇到了纠缠不清的情景。于是他清醒地认识到,为了在物理学领域取得协调一致的答案,就不能把空间只是看成供我们生活居住的容器。它还必须具有某些特性,例如人们以高速运动时,时间尺度将会改变,同时,空间尺度也会改变。在这个意义上,空间和时间是缠绕在一起的,空间和时间原是同一件事物不同的相对表现形式。 牛顿的绝对时空就是哲学或人们通常意义上所感受的时空,即在每一刻,都对应整个宇宙的某一态。从牛顿的绝对时空看来,这星光传播过程中,时间就一直在变大,在膨胀。 现今世界上最具权威的美国《科学》杂志,最近一期一篇文章明确指出,宇宙膨胀不是光的多谱勒效应,是时空本身的膨胀,而实际天文观测证实的,包扩哈勃红移在内,都是时间膨胀的结果,其它都是围绕时间的膨胀展开的理论分析和推测。 分析时间的膨胀,就涉及时空本质的理解,就物理学而言,我们就有两种时空:牛顿的和爱因斯坦的。 牛顿的时空称绝对时空,表面看起来,它的时间和空间是毫不相关的,实际上,从它的引力所具有的无限大速度的假设,可以知道, 牛顿的绝对时空就是哲学或人们通常意义上所感受的时空,即在每一刻,都对应整个宇宙的某一态。从宇宙的各向同性和平滑性,知这一刻对一态虽然在观测上不可行,但理论和人们思维上却是可行的。空间的三维始终应对时间的一维,这是用思维观时空,是横向看时空,空间的三维和时间的一维一一对应,我称之为三一时空。三一时空的同时性并不是没有物理实质,如产生了量子纠缠的量子所具有的同时性。 爱因斯坦的时空称相对时空,它以观察者为核心,强调可观察,是用眼睛看时空,以光速为极限,将过去和现在联系在一起,是纵向看时空,时间和空间缠绕在一起,人称四维时空。爱因斯坦曾有过一个设想,当一个人以光速运动时,一道光在人眼前穿过,这个人所看到的光应为弯曲的。 时间的膨胀是观察者观察的结果,是四维时空的产物,时间倚观察者而变,观察者的时间代表着真实的唯一存在,是四维时空模型中时间的最大值;观察者的时间代表着此刻,若设这个时间为零,其它被观察体的时间都为负值。在观察者本身却无法发现时间膨胀的原因,必须横向看时空,用牛顿的绝对时空观,就能发现时间膨胀的原因。 例子:假设一星体离地球60亿年,星像分离的一刻,宇宙的态对应时间为T,10亿年过去,这星体的像走了10亿光年,宇宙的态对应时间为T+10;再10亿年过去,这星体的像又走了10亿光年,宇宙的态对应时间为T+20;最后,经过T+30,T+40,T+50,到达地球时,宇宙的态对应的时间为T+60亿年。从牛顿的绝对时空看来,这星光传播过程中,时间就一直在变大,在膨胀。 从横向思考时空,就会发现一个星体的像离开实体一刻起,在传播过程中,时间就一直在膨胀,直到被观察者接收为止。由于星体和观察者之间的时间膨胀是一定的,我们收到的星光的红移值就是一定的。 这时间膨胀现在被解释为空间的膨胀,即这星光经过的路程被延长,延长的原因是过去比较热,空间热膨胀,道理上应能说得过去,但事实是现在空间已经这么冷了,我们却发现时间膨胀在加速,时间膨胀解释为空间膨胀就说不过去了。空间性质的改变也能造成时间的延长,比如光不从空气中而从水中传播,接收者就会发现时间延长了。由热力学第二定律看,时间是不可逆的,空间尽管是真空,随时间的性质变化也是不可逆的。真空性质能有什么变化?真空的电场磁场引力场总在,电向磁的变化,引力的变化都是不可逆的。 宇宙的星系一直都在不断变化中,空间的性质也在不断变化中。就地球而言,地球在诞生时空间还没有大气,也不是一个蓝色星球;现在地球的温室效应,地球膨胀引起的空间的膨胀,都会产生空间性质的变化,同样会产生时间膨胀效应。空间本身由电向磁的转换,即由红向蓝的转变,就当然地造成红移,时间的膨胀。 也许这一切分析都是多余的,时间的膨胀就是时间的膨胀,从被观察物体到观察者,横向看时空,就有时间膨胀发生;太阳光到地球就有红移发生,不能也不要把时间变换成我们能理解的空间的什么东西,这样会犯错误的。道可道, 非常道; 时间是我们永远猜不完的谜。 【时间膨胀的应用】 时间膨胀是相对论效应的一个特别引人注意的例证,它是首先在宇宙射线中观测到的。我们注意到,在相对论中,空间和时间的尺度随着观察者速度的改变而改变。例如,假定我们测量正向着我们运动的一只时钟所表明的时间,我们就会发现它要比另一只同我们相对静止的正常走时的时钟走得慢些。另一方面,假定我们也以这只运动时钟的速度和它一同运动,它的走时又回到十分正常。我们不会见到普通时钟以光速向我们飞来,但是放射性衰变就像时钟,这是因为放射性物质包含着一个完全确定的时间标尺,也就是它的半衰期。当我们对向我们飞来的宇宙射线M作测量时,发现它的半衰期要比在实验室中测出的22微秒长很多。在这个意义上,从我们观察者的观点来看,M内部的时钟确实是走得慢些。时间进程拉长了,就是说时间膨胀了。 我们完全清楚,在平常的生活中看不出空间和时间有这种畸变。这是因为我们不涉及已接近光速运动的事物。事实上,相对论现象的特性由物体速度与光速平方之比这样一个比率来决定。当所研究的物体的运动速度超过光速的十分之一时,这个比率才变得重要,因为此时该比率增大到百分之一以上。这样的高速领域几乎只局限在高能物理学家们的经验中。由于我们通常不会涉及这样高的速度,所以狭义相对论的许多结论都使我们感到惊奇。实际上,这些结论确实有些复杂,但早已证实了狭义相对论的完美,并且在处理低速运动时又几乎严格地与我们所熟悉的物理规律一致。 时间膨胀对于未来的宇宙探索,旅行等都有巨大的作用,而它也不断出现在科幻小说家的笔下,并有了许多优秀的作品。 【时间膨胀效应的实验】 1、实验原理 使用传统所用的摆钟,要比较“动钟”和“静钟”的快慢,不可回避地存在一个“二次相遇”的难题;但是对于原子钟而言,这个问题已经不复存在。爱因斯坦在1952年为《狭义与广义相对论浅说》英译本第15版添加的“附录”中写道:“我们可以将发出光谱线的一个原子当作一个钟”(2-P106),实际上原子钟仅指原子本身而已,跟那结构相当复杂的“钟体”并没有关系。这样一来,我们就有了在实验室内完全静止的条件下比较两台“原子钟”快慢的前提。 只需要知道两台原子钟工作时的温度差异,就可以定性地获悉两台钟铯原子喷射速度的大小;如果知道两台钟铯原子喷射的具体速度,就不难定量地测出△ν和△V之间的对应关系。依据两个展开式可知:如果△ν∝△V,用(1)式解释是正确的;反之用(2)式解释是正确的。 2、实验条件 选取两台频率一致性和长期稳定性均在10-13量级以上的铯钟,条件是己知两台钟工作时的温度、最好是铯束喷射速度存在较大差异。只需要将两台钟和比相仪或时间间隔器相联结,经过一定的时间间隔就可以依据记录曲线判定哪种解释是正确的。 3、预期结果 实验结果可以证明:狭义相对论揭示出的横向多普勒频移,应该是频率增大、即向光谱的蓝端移动;正确的解释应该是“时间收缩”,或曰“运动时钟变快”。

④ 对于相对论里边的时间膨胀理论是怎样理解

宇宙大爆炸(Big Bang)仅仅是一种学说,是根据天文观测研究后得到的一种设想。 大约在150亿年前,宇宙所有的物质都高度密集在一点,有着极高的温度,因而发生了巨大的爆炸。大爆炸以后,物质开始向外大膨胀,就形成了今天我们看到的宇宙。大爆炸的整个过程是复杂的,现在只能从理论研究的基础上,描绘过去远古的宇宙发展史。在这150亿年中先后诞生了星系团、星系、我们的银河系、恒星、太阳系、行星、卫星等。现在我们看见的和看不见的一切天体和宇宙物质,形成了当今的宇宙形态,人类就是在这一宇宙演变中诞生的。

人们是怎样能推测出曾经可能有过宇宙大爆炸呢?这就要依赖天文学的观测和研究。我们的太阳只是银河系中的一两千亿个恒星中的一个。像我们银河系同类的恒星系 —— 河外星系还有千千万万。从观测中发现了那些遥远的星系都在远离我们而去,离我们越远的星系,飞奔的速度越快,因而形成了膨胀的宇宙。
对此,人们开始反思,如果把这些向四面八方远离中的星系运动倒过来看,它们可能当初是从同一源头发射出去的,是不是在宇宙之初发生过一次难以想象的宇宙大爆炸呢?后来又观测到了充满宇宙的微波背景辐射,就是说大约在137亿年前宇宙大爆炸所产生的余波虽然是微弱的但确实存在。这一发现对宇宙大爆炸是个有力的支持。
宇宙大爆炸理论是现代宇宙学的一个主要流派,它能较满意地解释宇宙中的一些根本问题。宇宙大爆炸理论虽然在20世纪40年代才提出,但20年代以来就有了萌芽。20年代时,若干天文学者均观测到,许多河外星系的光谱线与地球上同种元素的谱线相比,都有波长变化,即红移现象。
到了1929年,美国天文学家哈勃总结出星系谱线红移星与星系同地球之间的距离成正比的规律。他在理论中指出:如果认为谱线红移是多普勒效应的结果,则意味着河外星系都在离开我们向远方退行,而且距离越远的星系远离我们的速度越快。这正是一幅宇宙膨胀的图像。
1932年勒梅特首次提出了现代宇宙大爆炸理论:整个宇宙最初聚集在一个“原始原子”中,后来发生了大爆炸,碎片向四面八方散开,形成了我们的宇宙。美籍俄国天体物理学家伽莫夫第一次将广义相对论融入到宇宙理论中,提出了热大爆炸宇宙学模型:宇宙开始于高温、高密度的原始物质,最初的温度超过几十亿度,随着温度的继续下降,宇宙开始膨胀。
大爆炸理论是关于宇宙形成的最有影响的一种学说,大爆炸理论诞生于20世纪20年代,在40年代得到补充和发展,但一直寂寂无闻。 40年代美国天体物理学家伽莫夫等人正式提出了宇宙大爆炸理论。该理论认为,宇宙在遥远的过去曾处于一种极度高温和极大密度的状态,这种状态被形象地称为“原始火球”。所谓原始火球也就是一个无限小的点,现在的宇宙仍会继续膨胀,也就是无限大,有可能宇宙爆炸的能量散发到极限的时候,宇宙又会变成一个原始火焰即无限小的点以后,火球爆炸,宇宙就开始膨胀,物质密度逐渐变稀,温度也逐渐降低,直到今天的状态。这个理论能自然地说明河外天体的谱线红移现象,也能圆满地解释许多天体物理学问题。直到50年代,人们才开始广泛注意这个理论。
60年代,彭齐亚斯和威尔逊发现了宇宙大爆炸理论的新的有力证据,他们发现了宇宙背景辐射,后来他们证实宇宙背景辐射是宇宙大爆炸时留下的遗迹,从而为宇宙大爆炸理论提供了重要的依据。他们在测定银晕气体射电强度时,在7.35cm波长上,意外探测到一种微波噪声,无论天线转向何方,无论白天黑夜,春夏秋冬,这种神秘的噪声都持续和稳定。相当于三K摄氏度的黑体发出的辐射。这一发现使天文学家们异常兴奋,他们早就估计到当年大爆炸后,今天总会留下点什么,每一个阶段的平衡状态,都应该有一个对应的等效温度,作为时间前进的嘀嗒声。彭齐亚斯和威尔逊也因此获1978年诺贝尔物理学奖。
20世纪科学的智慧和毅力在霍金的身上得到了集中的体现。他对于宇宙起源后10 ~ 43秒以来的宇宙演化图景作了清晰的阐释. 宇宙的起源:最初是比原子还要小的奇点,然后是大爆炸,通过大爆炸的能量形成了一些基本粒子,这些粒子在能量的作用下,逐渐形成了宇宙中的各种物质。至此,大爆炸宇宙模型成为最有说服力的宇宙图景理论。然而,至今宇宙大爆炸理论仍然缺乏大量实验的支持,而且我们尚不知晓宇宙开始爆炸和爆炸前的图景。
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⑤ 有谁能解释一下时间膨胀效应,最好能举个例子

时间膨胀是说时间并不是永远以人们感受到的现在的这种速度进行的,它也会发生变化。它一般是和速度有关的。速度越快,越接近于极限速度,时间就会越慢(这里有个名词:极限速度,人们所处宇宙的极限速度是光速,但并不是所有的宇宙其极限速度都是光速,可能更快。也可能更慢。举个设想的例子说吧,假如有一个人一分钟的心跳是60下,当他高速运动时,如果速度足够大,他的心跳可能会变成40下,20下,甚至更慢。因为随速度的增加,他的时间变慢了。他自身的新陈代谢也随之变慢。这样,相对于他的时间就发生了膨胀。

⑥ 《狭义相对论》中的时间膨胀效应该怎么理解

《狭义相对论》也是如此,因为在日常生活中,我们所接触的一切事物,如果利用《狭义相对论》来计算更精确,但是与我们原本的常识之间的误差,更加微不足道,除非利用更加精密的仪器,否则你要突然蹦出来一句“时间是相对的,我的时间比你走得慢”,肯定分分钟让吐沫淹死。实际上狭义相对论并非难以攀登,就是一层窗户纸,捅破了也就破了。下面我们开始捅:你无法判断船是否在动

要讲《狭义相对论》,我们就要先讲一下相对运动,很简单两张图。两个小孩在一个密闭空间里面扔球玩,没有窗户,看不到外面的世界。其中一个小孩说:“我们应该在屋子里,因为我们没有感觉到这个空间在动。”

⑦ 解释一下时间膨胀效应的原因

时间膨胀是相对论效应的一个特别引人注意的例证。

20世纪初,爱因斯坦就认识到,我们的时空观并不完善。他是通过分析电和磁相结合产生电磁辐射(例如光辐射)特性的规律得出这个结论的。他认为,如果光在一切测量中具有协调一致的特性的话,在物理学中光速必定扮演着主要角色。特别是,真空中的光速必须不变,无论光源和观察者做什么样的相对运动,真空光速总是每秒三十万千米。爱因斯坦考虑了当人们在高速运动时会出现什么现象。我们通常会认为,光波的速度因与我们运动的方向相同或相反或取各种中间角度而有所不同。令人惊奇的是,爱因斯坦却认为事实上不会是这样。

17世纪,牛顿曾提出过一个相对性的经典说法。当时他主张,作为参照基准的参考框架,无论做什么样的匀速直线运动,都不会对实验(包括物理的运动)产生影响。爱因斯坦认为这种说法与他的电磁学理论格格不入,当他试图搞清楚以光速运动的观察者所看到的光波将会是什么样时,他遇到了纠缠不清的情景。于是他清醒地认识到,为了在物理学领域取得协调一致的答案,就不能把空间只是看成供我们生活居住的容器。它还必须具有某些特性,例如人们以高速运动时,时间尺度将会改变,同时,空间尺度也会改变。在这个意义上,空间和时间是缠绕在一起的,空间和时间原是同一件事物不同的相对表现形式。

我们完全清楚,在平常的生活中看不出空间和时间有这种畸变。这是因为我们不涉及已接近光速运动的事物。事实上,相对论现象的特性由物体速度与光速平方之比这样一个比率来决定。当所研究的物体的运动速度超过光速的十分之一时,这个比率才变得重要,因为此时该比率增大到百分之一以上。这样的高速领域几乎只局限在高能物理学家们的经验中。由于我们通常不会涉及这样高的速度,所以狭义相对论的许多结论都使我们感到惊奇。实际上,这些结论确实有些复杂,但早已证实了狭义相对论的完美,并且在处理低速运动时又几乎严格地与我们所熟悉的物理规律一致。

时间膨胀是相对论效应的一个特别引人注意的例证,它是首先在宇宙射线中观测到的。我们注意到,在相对论中,空间和时间的尺度随着观察者速度的改变而改变。例如,假定我们测量正向着我们运动的一只时钟所表明的时间,我们就会发现它要比另一只同我们相对静止的正常走时的时钟走得慢些。另一方面,假定我们也以这只运动时钟的速度和它一同运动,它的走时又回到十分正常。我们不会见到普通时钟以光速向我们飞来,但是放射性衰变就像时钟,这是因为放射性物质包含着一个完全确定的时间标尺,也就是它的半衰期。当我们对向我们飞来的宇宙射线M作测量时,发现它的半衰期要比在实验室中测出的22微秒长很多。在这个意义上,从我们观察者的观点来看,M内部的时钟确实是走得慢些。时间进程拉长了,就是说时间膨胀了。

⑧ 谁能简单地给我解释一下时间膨胀的概念,急!

狭义相对论说,运动时钟的“指针”行走的速率比时钟静止时的速率慢,这就是时钟变慢或时间膨胀 是一种表明了时间的相对性的说法

⑨ 关于爱因斯坦相对论中"时间膨胀"理解

时间膨胀是相对的.如果在宏观低速的参考系中两个物体,他们的时间膨胀效应是很不明显的.

正是因为有了速度,才有了时间膨胀.

一个以0.8c(c为光速)的速度运动的物体相对于其静止的物体它的时间是T=
T0除以根号下(1-v的平方/c的平方).
T0为静止系中的时间.
相反地,静止的参考系中的时间相对于0.8c的物体的时间是T=T0乘以根号下(1-v的平方/c的平方). T0为0.8c物体中的时间.

~~~这又是时间缩短的效应.

可见,时间膨胀是相对的.
这,就是相对论.简单的相对论.
你可以简单记为:
运动使得时间膨胀.