《黑客帝国并非虚构,世界就是程序代码,人类末日近在咫尺》
第16节

作者: __空心菜__
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  爱因斯坦说,平时我们生活在一个低速的世界里,以正常的视野来观察这个世界,看到的就是一个绝对时空。但从大尺度的宇宙来看,到处都有高速运动存在,光速就高达每秒30万公里。在高速的世界里,你将看到一个完全不同的场景。
  日期:2012-08-07 22:49:38
  在经典力学中,速度可以简单地进行加减,那是因为在低速的情况下,不同物体的时间流速很接近,可以忽略这个因素的存在。但对于高速运动的物体来说,时间流速的差异将大到难以想象。
  根据爱因斯坦的狭义相对论,高速运动的物体,其时间的流速会变慢,自身的长度会缩小,绝对时空并不存在。假如你坐在一艘速度达到了光速的0.99999倍的宇宙飞船中,那么你的1小时,将不再等同于地球上的1小时,而会相当于地球上的250小时。同时,你的1米也将和地球上的1米不一样长,假如你量出飞船的长度是500米,那么地球上的人量出来的结果却只有2米!这时候在地球上看,飞船上的人做事变得慢悠悠的,而且人变得扁扁的。

  日期:2012-08-07 22:52:06
  正是因为时间和空间都有弹性,才导致了不管你在哪里见到的光,在真空中的传播速度都是每秒30万公里,丝毫不差。
  (未完待续)。
  不好意思,今天事多,而且写相对论确实比较难……
  再次鞠躬感谢各位参与讨论、顶帖、点击阅读的朋友!
  日期:2012-08-08 23:40:08
  第九章  烂柯山(下)
  狭义相对论发表之后,爱因斯坦很快就不满意了,他的不满意来自于“狭义”两个字。
  狭义相对论在德文和英文中的本义是“特殊相对论”。它特殊在哪里呢?原来这一理论只在惯性系统中适用,也就是说它只能应用在静止或者做匀速直线运动的东西上。
  日期:2012-08-08 23:41:53
  问题是世界上有多少东西是静止或者做匀速直线运动的呢?以时速50公里向前直线行驶的火车,它的轨迹真的是直线吗?不,地球表面实际上是一个曲面。它真的能一直保持50公里的时速吗?不,它经常需要加速和减速。静静地伫立在那里的大山,它真是静止的吗?不,它在随着地球绕太阳做圆周运动。
  原来搞了半天,爱因斯坦发现的是一个只在极其特殊的情况下才能用得上的理论,难怪他高兴不起来。造物主是不会考虑到狭义相对论的特殊性,专门给你制造一个理想状态的世界的。然而要怎样才能把特殊相对论前面的特殊二字去掉,找到一个在现实世界中能够普遍适用的理论呢?
  日期:2012-08-08 23:44:14
  爱因斯坦想呀想,最后被他想通了。想通的原因在于他发现了等效原理,这一原理表明,加速度和引力其实是等效的。在作匀速直线运动的东西是罕见的,绝大多数的东西都始终处在加速度的作用之下,根据加速度与引力等效的原理,可以把它当作引力来处理。所以只要在狭义相对论中加上一个引力的因素,就能把它转化为普遍适用的理论了,这就是广义相对论。
  广义相对论的方程比狭义相对论要复杂得多,因为在物体的运动过程中,受到的引力是一个随时变化的量,所以广义相对论的公式都是微分方程。爱因斯坦当年为了弄出引力场方程来,还特意去大学里恶补了一年微积分。
  日期:2012-08-08 23:46:34
  比狭义相对论复杂得多的广义相对论,从中推导出的结论也要诡异得多。爱因斯坦根据这一理论,得出了引力会使时空弯曲的结论。他说引力越强的地方,时空就被弯曲得越厉害。怎样才能更好地理解时空弯曲现象呢?别问我,坦白地说,到目前为止我自己都还没有弄明白。

  时空弯曲的结果首先是时间变慢了。引力越强,时间变得越慢,平地上的地球引力比高山上的地球引力要大,所以按照广义相对论的原理,平地上的时钟比高山上的会走得慢一些。但地球是在自转的,离地面越高,自转的线速度就会越大,按照狭义相对论的原理,速度快时间就会变慢,所以这样看来高山上的钟又要比平地上的走得慢。
  日期:2012-08-08 23:49:42
  狭义相对论和广义相对论的结论会自相矛盾吗?不,事实上是两种效应同时在发挥作用。按照计算,广义相对论的效应要更显著一些,所以综合考虑两种因素,最终还是平地上的时钟走得要慢一些,这一点后来被实验证明了。
  时空弯曲的另一个意思,是大质量的天体周围空间不再是平坦的,而是弯曲着的。你可以想像把一个重重的大铁球放在一张拉伸的网上,铁球压着的位置会出现一个大的凹陷。宇宙空间就像是一张大网,天体就像是铁球,天体周围的空间会出现凹陷,这就是空间弯曲。
  日期:2012-08-08 23:54:00
  狭义相对论和广义相对论的结论会自相矛盾吗?不,事实上是两种效应同时在发挥作用。按照计算,广义相对论的效应要更显著一些,所以综合考虑两种因素,最终还是平地上的时钟走得要慢一些,这一点后来被实验证明了。

  时空弯曲的另一个意思,是大质量的天体周围空间不再是平坦的,而是弯曲着的。你可以想像把一个重重的大铁球放在一张拉伸的网上,铁球压着的位置会出现一个大的凹陷。宇宙空间就像是一张大网,天体就像是铁球,天体周围的空间会出现凹陷,这就是空间弯曲。
  日期:2012-08-08 23:54:59
  爱因斯坦由此认为引力并不是真正的力,而是一种空间凹陷现象。就像玻璃弹珠滚到凹陷位置时,会一圈一圈地绕着铁球滚动,看起来就像是有一种力在牵引着它似的。
  如果天体的质量很小,比如像地球这样,那么就只能把空间压出一个小小的印子来。但假如天体的质量非常大,体积又非常小,那么它压出的就不再是一个凹陷的坑,而会是一个深深的洞。任何东西只要和这个洞靠得足够近,就会掉进洞里出不来,即便是光线也没办法从洞中逃离,这就是“黑洞”。黑洞有点像貔貅,只进不出,谁碰到谁倒霉。

  日期:2012-08-08 23:56:36
  空间在这里形成了一个洞,这还容易理解一些。但时空弯曲是一个整体现象,就是说,时间在这里也形成了一个洞,这意味着什么?关于这一点我还没想明白,有知道的可以教教我。
  还有更神奇的事情。爱因斯坦发现,从理论上说,假如两个黑洞刚好屁股对屁股连在了一起,那么就形成了一个贯通宇宙不同地域的通道。这有点像一只虫子在苹果中蛀出了一个洞,把苹果的上下两个面连在了一起,于是人们形象地把这种理论上可以连接宇宙不同地域的快速通道,叫做“虫洞”。
  日期:2012-08-08 23:59:00
  广义相对论的方程,是在大尺度上描绘宇宙的有力工具。爱因斯坦甚至利用这一方程推导出了这样的结论:宇宙要吗在膨胀,要吗在收缩,总之它不可能是稳定的。但他自己无法接受这一点,于是大笔一挥,在方程中加上了一个常数,人为地把宇宙“稳定”了下来。直到后来哈勃发现了宇宙膨胀的事实之后,爱因斯坦才对自己的不自信感到后悔莫及。
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