level 10
相对论学的不深,有能解惑的人吗?思维实验,最简单的引力圆周运动
考虑地球围绕太阳转,正常的视角,引力作为向心力,
周期是T0=2pi*sqrt(r0*r0*r0/GM0)
向心力F0=m*ω0*ω0*r0=G*m0*M0/(r0*r0)
pi=3.14
G=引力常数
sqrt=开平方
r0=轨道半径
M0=太阳质量
假设有一个电子在高速运动,sqrt(1-v*v/(c*c))=0.5,那么,在电子看来,
r=0.5r0, M=2M0,
根据周期公式由此可以推导出T=0.25T0, 即角速度ω=4ω0
也就是说在电子看来,地球公转的更快了,好像播放电影4倍速一样。
这个说法也可以从万有引力推算,应该在电子看来,两个天体之间质量都变大了,引力也打了,
引力大,需要更高的转速来抵消向心力。
但是根据时间变慢效应,T=sqrt(1-v*v/(c*c)T0=0.5T0
也就是说,电子应该看到除了电子之外其他一切东西都变慢了,地球公转好像放慢镜头一样,应该是0.5倍速
两种推论哪种对?还是相对论有问题?
2016年06月01日 08点06分
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狭义相对论和牛顿的万有引力有矛盾,所以才有了广义相对论。
2016年06月01日 09点06分
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他们并不矛盾,只不过牛顿的没有考虑运动后时间变慢质量变大这些效应,万有引力并不是错了,只是到了那个尺度就不精确了,
2016年06月01日 09点06分
回复 999brilliant :到底电子看到的是快速播放的画面,还是慢速的画面?
2016年06月01日 09点06分
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回复 itfrombit :瞬时不瞬时应该没关系吧?我们都知道,我们会看到在高速运动宇宙飞船里的宇航员速度会变慢,那么到底电子看地球围绕太阳转的时候是更快还是变慢了?宗得有个说法啊
2016年06月01日 09点06分
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《可以直接证明相对论是否正确的方法》用我的方法可以直接证明相对论是否正确,所有数据都可以是已有的实验数据,大家都可以记算一下。下面我们就来见证这伟大的时刻吧! 相对论说光子没有静质量!而且静质量是不守恒的,那我们就通过计算来验证一下相对论的这个说法是否正确。如果辐射的光子
2016年07月07日 08点07分
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真实情况是变慢。
你前一个算法有错误。相对论尺缩效应只在运动方向上产生。所以半径不会变短的。
2016年06月02日 19点06分
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如果按你说的,尺缩效应只是发生在运动方向上,那地球的轨迹就是椭圆,长半轴垂直与电子运动方向,半径仍是r0,短半轴和电子运动方向平行,半径是0.5r0。先不说周期问题,这样有一个自身的矛盾,那就是相对论的基本假设就是任何惯性系是等价的。也就是匀速高速运动的人是无法通过观察物理现象来
2016年06月03日 01点06分
回复 cesare :再说了,即使按你说的,只在运动方向上缩短,那按椭圆计算,相对于正圆轨道还是变小了。而且,质量变大没问题吧。不管轨道变小,还是太阳质量变大,都会导致周期变小,转速变大。
2016年06月03日 01点06分
@cesare 别秀智商下限 了 尺缩效应或者钟慢效应都是狭义相对论的结论 电子是惯性系的吗? 不满足惯性系这个前提 还乱套狭义相对论的结论?张冠李戴 ?
2016年07月04日 17点07分
@cesare 狭义相对论只满足于惯性系 不满足惯性系这个大前提 当然会得出矛盾的结论 所有的公式定理都有使用条件的 生搬硬套来否定狭义相对论的重要结论 不是很可笑吗 典型的不懂装懂 还好意思跟人争辩
2016年07月04日 17点07分
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如果按你说的,尺缩效应只是发生在运动方向上,那地球的轨迹就是椭圆,长半轴垂直与电子运动方向,半径仍是r0,短半轴和电子运动方向平行,半径是0.5r0。先不说周期问题,这样有一个自身的矛盾,那就是相对论的基本假设就是任何惯性系是等价的。也就是匀速高速运动的人是无法通过观察物理现象来判断自己是匀速运动还是静止的。比如,即使你以接近光速运动,你手电筒的光还是以光速离你而去,你观察不到光速变慢。但是按你这么说,那只要观察万有引力引起的圆周运动就好了,因为你高速运动时你会看到扁率超级大的椭圆轨道,你没什么速度就会看到扁率接近0的正圆轨道。所以,匀速运动和静止不等价,物理规律不同?你把相对论的基础都推翻了!
2016年06月03日 01点06分
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等价的是物理定律,不是观测值。。。还有加速运动不是那么简单说个尺缩就行了,引力也不是狭相研究的范畴。。。
2016年06月03日 01点06分
@x1343913 不管你怎么解释,你总要看到一个轨道画面,对不对?我就问你这个运行轨道是接近正圆,还是扁率很大的椭圆?在电子看来
2016年06月03日 02点06分
天梯運動的軌跡本身就是橢圓。高中課本告訴你是圓是為了規避運算上的麻煩。在大學的力學里會用微積分求解有心立場,其解是圓錐曲線系。正圓偏心率為0,橢圓偏心率為0-1,拋物線偏心率為1,雙曲線偏心率大於1。偏心率為0的正圓軌道實際上是不可能出現的。
2016年06月03日 04点06分
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好吧。是我把观测和物理规律搞混了。轨道变成椭圆确实没违反相对论基础。但是还没办法理解为何转速为何变慢?因为在电子的眼里,太阳质量变大为原来的两倍,椭圆轨道即使只有一个半轴变短,变成原来的一半,另一个没变,即使这样,地球运转周期也应该是变快才对。
2016年06月03日 08点06分
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相对论中牛顿的万有引力定律不适用,研究引力需要广义相对论。不严格地说就是还需要考虑引力传播需要时间
2016年06月03日 09点06分
回复 itfrombit :感觉您可能是高人。还请科普下,纠正我的理解错误。我的考虑是,即使考虑到广义相对论,太阳质量变大,但是以太阳这个数量级的质量来说,别说变成2倍,就是变成100倍,1000倍,地球距离别说只有一个轴变1/2,就算全变成1/2,1/4,广义相对论的时空弯曲能
2016年06月03日 09点06分
回复 cesare :有多大呢。毕竟太阳比黑洞级别的天体差太远。觉得太阳还是太大的话,我还可以举地球卫星和地球的例子,甚至太空中100kg的钢球和100km外的一个1g的小钢粒。理论上万有引力也可以让小钢粒围绕钢球转的
2016年06月03日 09点06分
@cesare 不是高人,只是自学一点广义相对论
![[狂汗]](/static/emoticons/u72c2u6c57.png)
。 广义相对论采用的是不依赖参考系的描述,从根本上解决了参考系的问题,不过这个真的很难讲,理解广义相对论需要一定的数学基础
2016年06月03日 09点06分
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再接着说,广义相对论我更不熟,还请懂得人不吝赐教。因为有人说这个矛盾要用广义相对论来解释。好吧,据我了解的广义相对论皮毛来讲,广相讲的是质量/能量使时空弯曲,而且质量越大弯曲的越厉害。那么,以电子的角度看,太阳质量变大为原来的两倍,附近时空无疑更弯曲了。时空更弯曲,当然就能解释为什么地球轨道变小。但是,请问太阳周围弯曲程度是上下左右前后完全对称的吗?如果是,那地球轨道应该还是椭圆的才对,这样就和狭义相对论推出的轨道是椭圆不符。另外,弯曲的更厉害虽然解释了轨道变小,但是怎么能推出转速变慢呢,貌似还是应该周期变小,转速变快才对啊
2016年06月03日 09点06分
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打错。我是说如果太阳周围时空弯曲是上下左右前后对称的话,地球轨道应该是正圆才对。不该是狭义相对论推导出来的椭圆。
2016年06月03日 09点06分
谁告诉你太阳质量会变化?动质量不是质量。而且你说的正圆是不可能的,时空上下左右前后对称是有心力场,而有心力场下轨迹必然是圆锥曲线,偏心率不可能为0这是微分方程求解的结果。
2016年06月03日 10点06分
回复 小锴龟 :纯粹跟你较真下,凭什么说有心力场下轨道不能是正圆,你确定吗?虽然实际上轨道由于诸多原因是椭圆,但是正圆也是一个解啊,咋就无端端让你否定了,你真的确定正圆是不可能的吗?
2016年06月04日 04点06分
回复 cesare :具体你去看任何一本理论力学书都能看到有心立场的求解。偏心率为0的解是不可能的。
2016年06月04日 05点06分
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今年到目前为止最大的物理新闻不就是引力波被实验证实了吗,相对论再一次被证实
2016年06月03日 14点06分
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哥们你这文不对我的题啊。相对论推论挺多的,引力波只是其中的我一个,而且是不是真的证实了,我还持怀疑态度。就算引力波真的证实了,相对论只是又一次没被证伪而已
2016年06月04日 04点06分
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不是早就被证实了?观测到光在途径大行星的时候会受引力作用行走路线会偏折
2016年06月03日 15点06分
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你这人也是文不对题,双重的。光的弯曲既和我的主题没关系,也和楼上引力波没关系。牛顿都指出过光会弯曲,他说那是由于引力
2016年06月04日 04点06分
@cesare 光没有质量,所以不受引力影响,光扭曲是因为引力让空间扭曲,光跟着扭曲。(等等爱因斯坦说万有引力是因为空间扭曲,哪里不对的感觉)
2016年06月30日 16点06分
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假如质量能为负值,那么它与正质量的物体之间的引力将为正值,也就是说负质量物体与正质量物体之间的作用力为斥力,它们相互排斥。这将会发生什么?
2016年06月04日 01点06分
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你给我找一个质量为负的东西出来?物理基于实验,没有的东西就不要乱猜测
2016年06月04日 12点06分
参看韦伯《广义相对论与引力波》:两者相互追逐。
2016年06月21日 05点06分
@小锴龟 做理论就得会预言,天马行空或者探测方法。
2016年06月21日 05点06分
一天就瞎猜测有意义?还假设质量为负的,这种东西都没有,你去假设有意义?你可能要说无法证明这东西不存在,就不代表不存在?那你无法证明我没刘德华帅,就表示我比刘德华帅?
2018年07月25日 03点07分