首页 理论教育 跟随脉动光束的时间差异

跟随脉动光束的时间差异

时间:2023-07-04 理论教育 版权反馈
【摘要】:想象宇宙飞船两端都装有镜子,一束光脉冲在两面镜子间跳动。问题是,这束光在从尾部到达头部的过程中,它是以接近光速的速度远离尾端的镜子,因此从尾到头的时间要大于从头到尾的时间。在计算时,为了保证光速始终恒定,我们不仅需要放缓时间,还需要减掉光束移动的距离。宇宙飞船和机组成员的体积不会缩小。

跟随脉动光束的时间差异

我们移动速度越快,时间相对就越慢。这样一来,我们的身体也收缩了。想象宇宙飞船两端都装有镜子,一束光脉冲在两面镜子间跳动。如果宇宙飞船飞行速度接近光速,这束光会怎么样呢?

如果宇宙飞船静止时长度为150米,光束反射回去大概需要一百万分之一秒。但是,如果其飞行速度为光速的99.5%,则光速折返的时间会增加10倍,也就是说光束来回一圈的时间在十分之一秒左右。问题是,这束光在从尾部到达头部的过程中,它是以接近光速的速度远离尾端的镜子,因此从尾到头的时间要大于从头到尾的时间。回程时,因为尾部镜子也在向光束移动,所以时间会更短。但是,无论镜子在光束哪里,光束始终会以相同的速度在其间移动,即300000千米/秒,因为光速恒定。

爱因斯坦与洛伦兹

爱因斯坦提出一个问题:如果我以光速飞行,在面前摆一面镜子,我能否从中看到我自己?如果光束以光速向后运动,这束光怎样才能到达镜子?通过这样的思想实验,爱因斯坦创立了狭义相对论。答案是,爱因斯坦能够在镜子中看到自己,因为无论他的速度与光速多么接近,光在他和镜子间来回移动的速度始终保持在300000千米/秒。

在计算时,为了保证光速始终恒定,我们不仅需要放缓时间,还需要减掉光束移动的距离。根据时间膨胀效应,如果移动速度为光速的99.5%,则移动距离减小10倍。(www.xing528.com)

宇宙飞船和机组成员的体积不会缩小。运动物体只会在其运动方向上有所变小,与运动方向垂直的其他维度并不会。因此,在相对运动物体静止的观察者看来,这个物体相较于其静止时的状态有所扭曲。

这种长度的变化对机组人员来说并不明显,只有与飞船保持相对静止状态的观察者才能明显观察到这一变化。机组人员甚至看到你收缩了,这就好像在他们看来,迅速经过的是你一样。

爱因斯坦对洛伦兹-菲茨杰拉德现象的推导

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈