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狭义相对论以为,时空也具有多普勒效应,钟慢尺缩便是这种效应的一个体现。

当一个物体运动速度挨近光速时,物体周围的时刻就会敏捷变慢,空间会敏捷缩小。当抵达光速时,时刻就会中止,空间会缩小为零。这种效应在低速状态下体现得很细小,无法察觉和检测,挨近光速时才会显着呈现。

因而,在光速飞船上的人,并不会感觉到时刻减慢,只不过是没有花时刻罢了,由于空间现已变成了0,自己没走,怎么会感觉到了时刻消逝呢?而在外面调查的人,与飞船里的人不在一个惯性参考系,才干感觉到他们的时刻消逝得特别慢。等这艘飞船到100光年间隔的当地转了一圈,地球上现已过了200年,而飞船里的人感觉没花时刻。

但这个国际光子可以抵达光速,是由于光子不会中止,因而没有中止质量,只要动质量。光子的动量为p=h/λ=hv/c,其间v为频率,λ为波长,c为光速,h为普朗克常数。

普朗克常数为:h=6.62606896(33)×10^(-34) J·s

相对论以为,在咱们这个国际,光速是最快速度,没有更快。因而任何有中止质量的物体都无法抵达光速。

由于跟着无限挨近光速的趋势,任何有质量的物体动能质量也成数量级添加,抵达光速质量就会无穷大。无穷大是什么意思?便是咱们世界一切物体悉数加起来质量也不是无穷大,所以一个质子都不或许抵达光速的。

尽管无法抵达光速,但挨近光速是有或许完成的,那么钟慢尺缩效应就可以显着的显现出来。

依据洛伦兹变换公式,在高速运转系抵达80%光速时,时刻的减慢效应会很显着,时刻缩短倍数会抵达1.66倍;抵达90%时缩短倍数会抵达2.29倍。而跟着越来越挨近光速,这个倍数会成数量级添加,假如抵达光速的99.999999999999%时,时刻减慢效应会抵达707万倍(见上图)。

尽管在不同参考系中会发作钟慢尺缩效应,但飞船上的人自身并感觉不到时刻有什么不同,假如带去的是地球相同的时钟,时刻仍是会一分一秒的前行,过了一年就老了一年,回到地球一比才干发现本来天上方一日,地上已千年。

这便是速度的钟慢尺缩效应。尽管在低速系这种效应很不显着,但科学仍是可以丈量出来的,哪怕慢了1毫秒也能测出来。

因而在航天导航体系就必须依照相对论效应批改调整,假如不依照这个理论来批改调整,就无法准确定位。

相对论的准确性在GPS定位体系中无比正确的显现出来。在这个体系中既有广义相对论的影响,又有狭义相对论的影响。

广义相对论以为,GPS卫星在20000公里高空时钟会遭到重力影响,那里只要地球重力的四分之一,时刻会走的更快,计算出来的是时刻会缩短约为一千亿分之五十三,这样卫星的时钟每年就会快千分之十七秒。

狭义相对论以为,速度越快,时刻就会越慢。GPS卫星以每秒约4公里的速度运转,相对论效应虽不显着,但时刻仍是有会变慢的,这个慢的速率是一千亿分之八,也便是一年约慢千分之三秒。

科学家依据上述广义相对论和狭义相对论的时刻影响,制作了一个批改程序,使卫星上的时钟比地球慢千亿分之四十五,这样才干准确定位。假如没有这个准确调校,每秒钟的地球定位长度差错就会抵达480米,导航就不知道把咱们导到哪儿去了。

这个经典的比如足以说明晰时刻胀大效应的存在,并且证明了广义相对论和狭义相对论中的两个原理。

因而,尽管理论上说,在光速运转惯性系里,时刻会中止,但人类永久也无法体会。

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