读书笔记:一小时看懂相对论

关于相对论,可以说是既熟悉又陌生,熟悉是因为经常听说,陌生是因为从未真正了解。
在一小时内看懂相对论,我是持怀疑态度的,因为这套理论实在是反常识,而且不好验证,只能靠脑补。
而武子的这本《一小时看懂相对论》(漫画版),是一本相当不错的入门读物。这本书几乎摒弃了所有的数学运算,仅仅是从原理上告诉你,相对论的世界观到底是什么。
看之前,我很怀疑这本书8.6的评分是不是掺了水,现在看来,是物有所值的。
物理学三大分支:牛顿经典力学 相对论 量子力学
经典力学:符合人类常识的物理学:牛顿 麦克斯韦
相对论:爱因斯坦独立支撑起的大厦
量子力学:普朗克 波尔等一系列大神。
广义相对论负责照看宏观物体的运动规律。量子力学窥探微观世界的物理法则。
两者的结合是物理学的终极目标:找到一个能够描述从宏观到微观所有物理现象的普世理论:量子引力理论。
缘起:19世纪末晴朗的物理学天空中,远远地漂浮着两朵小小的乌云。
迈克尔逊-莫雷实验和黑体辐射研究。
其中的迈克尔逊-莫雷实验孕育了相对论的诞生:光速对于不同运动状态的观测者而言是一样的。
一、狭义相对论:
爱因斯坦1905年提出,忽略引力作用的时空理论。
它打破了牛顿建立的“绝对时间”“绝对空间”的观念,把时间和空间看成一个整体。
光速恒定不变,就是宇宙中的极限速度。
运动物体时间膨胀:只要两人之间存在相对运动,时间膨胀就一定会发生。
时间膨胀是一种观察者效应,发生膨胀的那个人自己是感受不到的,并且膨胀效应对称发生。(看对方是膨胀的。)
长度收缩:同时间膨胀一样,是观察者效应,是相对的。:运动中的物体在运动方向上空间收缩。
牛顿认为,宇宙中的时间是绝对流逝的。狭义相对论认为:宇宙没有统一时间:人手一个钟,各走各的点。
同时性的相对性:对于处于相对运动中的观察者来说,其中一人认为同时发生的事,另一人必然认为不同时发生。(时间线不一样。)
宇宙中不存在超光速:1、速度越快,质量越高。2、导致因果颠倒。
质能方程:能量和质量其实也是不可分割的。E=mc2
质能方程的正确理解:一个物体所有的质量都是由能量贡献的,当你试图去称量一个东西的质量时,称出来的其实是它的能量总和。
广义相对论:解决狭义相对论的难题:光速是宇宙里信息传递的速度极限,但是引力变化瞬间完成,超越了光速。
等效原理:引力和惯性力,在时空的一点上本来就是不可分辨的。那些没有被支撑、自由下落的物体感受不到引力,它们才是静止的。:在爱因斯坦眼中,是牛顿的头撞上了苹果。
旋转木马实验:速度变化分两种:改变大小和改变方向。旋转就是改变方向,所以,旋转作为加速,弯曲了时空。
旋转中的圆周率大于π。
广义相对论中关于引力的描述:引力压根不是力,它只不过是弯曲时空的几何效应。
物质告诉时空如何弯曲,时空告诉物质如何运动。
引力只不过是时空不是平坦的这一事实的结果。–阿尔伯特。爱因斯坦
引力波:2015年LIGO首次观测到。
广义相对论三大验证:
1.水星进动角计算 2、遥远形体发出的光在太阳系中出现偏折。3.光的引力红移(光在逃离大质量天体的时候,会被引力造成的时空弯曲拉长。)
黑洞:广义相对论的第一个精确解。它是时空极限弯曲的结果,现代宇宙学已经找到了黑洞存在的直接证据。
宇宙打哪来:当爱因斯坦把广义相对论方程应用到整个宇宙的时候,计算结果是:宇宙是动态的,要么在膨胀,要么在收缩。哈勃证明了。
宇宙大爆炸理论:苏联:伽莫夫 138亿年前。微波背景辐射的发现证明了这一点。
相对运动的观察者效应双方:绝对运动使得时间流逝更慢。(加速运动是绝对运动,不加速的都是相对运动。)
光锥之内就是命运:光的传播沿时间轴呈锥状,物理学家称之为光锥,光锥之外的人不可能了解光锥内部发生的事件。
广义相对论告诉我们,其实时间并未流逝。只是我们所处的时间点不同。
爱因斯坦奇迹年:1905年。


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