光速恆定不變下,物體運動速度與其時間流速是什麼關係?
01-11
光速恆定定律:光速對於任何狀態的參照物而言,其速度恆定為c。
一個例子: 假設甲在A點靜止不動,乙跟甲處於同一起跑線上,並保持著1/2的光速,方向向右。現在甲向右發出一束光,一秒鐘之後,這束光到達離A點c千米的B點處,在這一段時間中,乙向右移動了1/2c的距離,所以在乙看來,這束光只是向右飛行了1/2c的距離,這是否意味著,在乙看來光速已經降到1/2c了?不是,因為時間的流速跟物體自身的速度存在相互抵消的關係,所以對乙來說,其時間流逝的速度為甲的一半,即在乙看來,光走完這一段距離只用了1/2秒,所以,光速仍為c。
一般情形: 假設甲的時間流逝速度為t1,乙為t2,甲保持靜止,乙的速度保持ec,方向向右。 情形一: 現在甲向右發出一束光,如上所述,則t2=(1-e)t1。即甲的時間流逝快於乙。 情形二:甲乙的運動狀態保持不變,現在甲向左發出一束光,按照光速恆定定律,則t2=(1+e)t1,即甲的時間流速慢於乙。
情形三: 甲乙運動狀態保持不變,現在乙向右發出一束光,則t1=(1+e)t2 情形四: 甲乙運動狀態保持不變,現在乙向左發出一束光,則t1=(1-e)t2 問題來了:1、比較情形一和二,甲乙兩人相對的運動狀態沒變,變的只是所發出光的方向,但他們的時間流速的快慢卻顛倒過來,這是為何?
2、比較情形一和情形三,甲乙兩人相對的運動狀態沒變,且都是向右發出光,只是發出光束的主體不一樣,結果都是甲的時間流速快於乙,但倍數卻不一樣,情形一中甲是乙的1/(1-e)倍,情形三中,甲是乙的(1+e)倍,情形一的時間流速是情形三時間流速的1/(1-e)(1+e)倍。
第一個例子就存在錯誤
光速不變原理是狹義相對論的兩個基本公設之一,另一個是相對性原理:在所有慣性系中,物理定律有相同的表達形式。由這兩個公設就可以推出洛倫茲變換如圖所示時,重合,相對於以沿軸方向運動,事件在系中描述,在系中描述和之間的變換關係由洛倫茲公式給出從這個公式可以看到同時性的相對性,在系同時發生的兩個事件系中不是同時的,因為
雖然,但(因為是兩個事件)所以再來看第一個例子中的問題,設甲為系(靜止的參考系),乙為系(以的速度相對於系勻速運動的參考系),初始時甲乙位於同一位置,故,在時,乙到了,光到了處
光在中於乙的距離是,但在系中卻不是,應該是,光到處在系中用時為1s,但在系中不是,應該是 ,所以光在系中的速度是,沒有矛盾。至於情形一到四,也是這個問題,你還是用伽利略變換來考慮相對論的問題,肯定不對,建議你多去看看關於狹義相對論的書,很多關於時空的謬論都有解釋。
參考[1].耶魯大學開放課程:基礎物理 洛倫茲變換[2].狹義相對論發現史這種時候寫再多的文字,不如推薦題主去看看彭志峰老師的公開課,相對論導論專門講這個的,優酷就有。
時間流速……相互抵消……我了個去……我不回答,也沒法回答,不可能在這給你寫教材啊。很嚴肅地建議你,教給你以上這些知識的書,不管是科幻還是科普,立即撕了燒了,如果已經花錢購買找他們退錢去,同時向作者提出抗議。然後找一本正經的狹義相對論教科書,從洛侖茲變換開始,認真學習,好好理解尺縮和時延到底是怎麼推導出來的,然後再回頭來看這些問題。這不是開玩笑。
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