關於相對論你可能不知道的20件事

相對論是關於時空和引力的基本理論,主要由阿爾伯特·愛因斯坦(Albert Einstein)創立,依據研究的對象不同分為狹義相對論和廣義相對論。相對論和量子力學的提出給物理學帶來了革命性的變化,共同奠定了近代物理學的基礎。相對論極大的改變了人類對宇宙和自然的“常識性”觀念,提出了“同時的相對性”、“四維時空”、“彎曲時空”等全新的概念。

關於相對論你可能不知道的20件事

關於相對論你可能不知道的20件事

說到相對論,一般人自然而然想到愛因斯坦,認為是他發明的這一理論,但其實不然,是伽利略在他之前於偶然間發現的。以下就是關於相對論你所不知道的20個事實。

1.是誰發明的相對論?一般人都認為是愛因斯坦,這其實是誤解。伽利略早在1639年便意外地發現了這一理論,當時他發現下落物體在飄洋過海的船上的表現同在靜止的建築中落下時的表現一樣。

2.愛因斯坦並沒有稱其為相對論,這個詞在他1905年的論文《論運動物體的電動力學》原作中從未出現過,他討厭這個詞,更喜歡“恆定性理論”,因為這一物理定律對所有觀測者都是同樣的——沒有什麼相對性。

3.那麼時空統一體呢?不是,這也不是愛因斯坦提出的,時間是第四維的概念來自於愛因斯坦的老師、美籍德裔天文學家赫爾曼-閔可夫斯基,後者曾經訓斥愛因斯坦為“懶鬼”。

4.愛因斯坦確實用公式重新描述了伽利略的相對論,用於解釋以接近於光速發生的奇異現象,在這些情況下,時間變得遲緩,空間遭到壓縮。愛因斯坦這一做法倒是有可取之處。

5.奧地利物理學家弗里德里希-哈森赫爾(Friedrich Hasen?hrl)在愛因斯坦之前,就推出了質能方程式E=mc2。

6.從未聽說過哈森赫爾?那是因為他未能將這一方程式與相對論原理聯繫起來。也許他距成功僅一步之遙啊!

7.愛因斯坦在瑞士專利局的全職工作為他帶來諸多便利,在日常工作中,他會趁別人不注意時,偷偷推敲相對論的奧祕。監督員從身邊經過時,他就將紙條藏在桌子下面。

8.儘管愛因斯坦是禁酒主義者,但在最終完成相對論之時,他卻和妻子米列娃自斟自飲,把酒言歡。

9.愛情是相對的。愛因斯坦1904年在完成這一突破性理論時寫道:“我需要妻子,她為我解開了所有的數學題。”然而,到了1914年,愛因斯坦卻強令妻子“斷絕同我的所有私人關係,因為出於社會原因,保持這種關係不是絕對需要的。”

10.規則也是相對的。愛因斯坦解釋說,任何東西的速度都沒有光快,但空間本身卻沒有這樣的速度限制。在創世大爆炸之後不久,失控的宇宙如一匹脫韁的野馬迅速膨脹,將光遠遠地甩在了身後。

11.是的,確實有兩個相對論。但迄今為止,我們談論的一直是狹義相對論,這種理論適用於在速度不變的情況下移動的物體。而涵蓋加速物體及解釋重力如何起作用的廣義相對論是在十年後問世的,被科學家認為是愛因斯坦真正獨一無二的見解。

12.快樂總伴隨你身邊:當愛因斯坦被一道廣義相對論數學題難住的時候,他依靠大學老同學馬賽爾-格羅斯曼的幫忙,成功解開了這道難題,讓他明白友情的可貴。

13.儘管如此,廣義相對論的早期版本有一個重大錯誤——算錯了因重力導致的光束彎曲的數值。

14.幸運的是,在1914年日食期間驗證這一理論的計劃因第一次世界大戰的爆發而流產。倘若當時做了這一實驗,上面提到的那個錯誤就會顯露出來,愛因斯坦的理論會被證明是錯誤的。

15.日食實驗最終還是在1919年上演了。那一年,英國著名物理學家亞瑟-埃丁頓宣佈廣義相對論獲得成功,這讓愛因斯坦從默默無聞的小職員一舉成名,他的肖像還印在了咖啡杯上。

16.回顧歷史,埃丁頓似乎捏造了這一結果,對外公佈了表現“錯誤”成果的照片。

17.沒人注意到這一點並不足為奇:愛因斯坦1955年去世時,科學家仍沒有任何有關廣義相對論發揮作用的證據。

18.這一情況在20世紀60年代發生了戲劇性的變化,當時天文學家開始發現一些極端的物體――中子星和黑洞,它們對時空的研究產生了重大影響。

19.今天的廣義相對論非常容易理解,甚至於還被根據星系和遙遠星系使光彎曲的現象,用來給星系測重量,鎖定遙遠行星的位置。

20.如果我們費盡口舌,說了這麼半天,還是不理解愛因斯坦的理論,不妨親自嘗試一下,驗證這一理論:“將你的手放在熱爐子上,也許只有片刻,但你的感覺就像如一小時般漫長。同一位漂亮美眉坐上一小時,但你卻感覺時光飛逝,一眨眼就過去了。這就是相對論。”

站長點評:如果空間本身沒有速度的限制的話,這麼說,擴張的宇宙邊緣,永遠是黑暗的。

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