新浪科技讯 北京时间7月11日消息,阿尔伯特·爱因斯坦是20世纪最重要的科学家之一,被誉为“现代物理学之父”,而他最伟大的贡献便是相对论。这一理论永远改变了我们对空间和时间的理解。相对论是什么?简而言之,相对论的概念意味着物理定律在任何地方都是相同的。我们在地球上遵循的光和引力定律,与宇宙遥远角落里的外星人——如果存在的话——是一样的。物理学的普遍性意味着历史是偏狭的。不同的观察者会看到不同的时间和事件间隔。在我们看来百万年的时间,对于乘坐高速火箭飞行或坠入黑洞的人来说可能只是一眨眼的功夫。
一切都是相对的。
狭义相对论
爱因斯坦的理论分为狭义相对论和广义相对论。狭义相对论首先提出,其基础是光速在任何参考系下都是恒定不变的。这看起来很简单,但却有着深远的影响。
爱因斯坦是在1905年得出这个结论的,当时的实验证据表明,当地球绕着太阳旋转时,光速并没有发生变化。这一结果令物理学家感到惊讶,因为其他大多数物体的速度取决于观察者移动的方向。如果你把车开在铁轨旁边,迎面驶来的火车似乎比与你同向而行的火车要快得多。
爱因斯坦提出,所有观察者所测量的光速都将是每秒30万千米,无论观察者移动得有多快,方向如何。
这一论点促使喜剧演员斯蒂芬·赖特(Stephen Wright)问道:“如果你在一艘以光速飞行的宇宙飞船里,打开车头灯,会发生什么?”答案是,从飞船里某个人的角度来看,车头灯是正常开着的;但对于站在外面看着飞船飞过的人来说,车头灯似乎并没有打开:光出来了,但它的速度与宇宙飞船相同。
之所以会看到这样相互矛盾的结果,原因在于对不同的观察者来说,标记空间和时间的标尺和时钟是不一样的。如果光速像爱因斯坦说的那样保持恒定,那么时间和空间就不可能是绝对的;它们必须是主观的。
例如,如果一艘100米长的宇宙飞船以99.99%的光速飞行,对于静止的观察者来说,它的长度为1米,但对于飞船上的人来说,它的长度是正常的。
也许更奇怪的是,一个人移动的速度越快,其时间就过得越慢。如果双胞胎姐妹中的姐姐乘坐宇宙飞船前往遥远的星球,当她回来时,她将比留在地球上的妹妹还年轻。
质量同样取决于速度。物体运动得越快,质量就越大。事实上,没有一艘宇宙飞船能达到100%的光速,因为它的质量会增长到无穷大。质量和速度之间的关系通常表示为质量和能量之间