廣義相對論和狹義相對論到底是講什麼的?能有個簡單的比喻說清楚嗎?

時間 2021-05-09 14:55:06

1樓:

經從參考係的角度說一下吧

經典力學認為存在乙個「最好的」絕對慣性系以太系電磁理論只有在這個系中精確成立光速只有這個系中是c

狹義相對論覺得:憑什麼一定要有乙個絕對的慣性系?所有慣性系都是平權的物理定律都是一樣的該修改的是牛頓力學不是電磁理論

廣義相對論更進一步不在侷限於慣性系通過引入時空彎曲使得定律在非慣性係中一樣成立。可以說這個過程也是乙個參考係的選擇不斷推廣的過程

2樓:WaveView

電磁波(光)在所有慣性系速度不變這一點,和傳統力學有矛盾。而洛倫茲變換可以保證光速恆定;把洛倫茲變換用到力學,就得到一系列和傳統認知不一樣的結論,這就是俠義相對論。

進一步,引力場中光線會彎曲,這和俠義相對論假定的光速恆定矛盾;如果假定時空是彎曲的,再次解決了矛盾。而解決時空彎曲的一系列數學處理,得到一批更超出常規認知的問題,這就是廣義相對論。

個人見解啊,非理論物理科班,有誤輕拍

3樓:rlphd

對於這個問題,這麼說吧:

一列行駛中的火車,你站在火車內,有人站在地面上。如果問誰在動,那麼你們倆肯定會有不同的意見,甚至會吵架,這沒什麼奇怪的,人人都知道因為實際上根本不知道是誰在動的。這就是狹義相對論,只是相對來說在動,實際上沒動。

那麼什麼是廣義相對論呢?最經典的例子就是牛頓的水桶實驗。兩個水桶,分別裝著半桶水,發現乙個水桶裡面的水面是平的,而另乙個水桶裡面的水面是四周向上抬起,中心向下凹陷的。

桶吊在一根長繩上,將桶旋轉多次而使繩擰緊,然後盛水並使桶與水靜止,此時水是平面的

接著鬆開,因長繩的扭力使桶旋轉,起初,桶在旋轉而桶內的水並沒有跟著一起旋轉,水還是平面的

轉過一段時間,因桶的摩檫力帶動水一起旋轉,水就形成了凹面。直到水與桶的轉速一致。這時,水和桶之間是相對靜止的,相對於桶,水是不轉動的。但水面卻仍然呈凹狀,中心低,桶邊高

牛頓認為這就足以判斷哪個水桶是在動的,哪個水桶是不動的了。他認為水在不動的時候,水面一定是平的,所以馬上就可以判斷出裡面的水面是平的那個水桶是不動的,裡面的水面不是平的那個水桶是在動的。由於直接可以做出判斷,不會吵架,因此這種運動是絕對的。

而廣義相對論就是認為,即使是這種運動,也是相對的,也是會吵架的

牛頓不僅認為絕對空間是存在的,他同時還認為時間也是絕對的。

時間是它自個兒的事情,它真實存在但又與外在的一切事務都無關,它是絕對地、均勻地流逝著的,不與任何性質相關,任何力量都無法改變它絕對不變的事實。時間對於世間萬物都是公平的,上帝他老人家既像乙個慷慨的施主又像是乙個超級吝嗇鬼,不論你是國王還是乞丐,他老人家從不多給一點也不少給一點。

而廣義相對論就是說:這些都是相對的。

4樓:Youngler

萬有引力定律計算不精確,廣義相對論提供一種更加精確的演算法。強引力場中的時鐘會走慢,時鐘在引力場中運動,時鐘會進一步走慢。時鐘走慢的地方,意味著這個區域性地方是乙個區域性滿速世界。

強引力的地方,物質運動速度慢,物體運動時,內部運動會變慢,時鐘會走慢,有些物體運動時質量會增加,狹義相對論是解決這方面問題的另乙個理論,之前是 Lorentz 的絕對論處理運動物體如何變化方面的問題

Youngler:光速的真相和引力的真相

5樓:

比喻有點難。可以大概介紹一下。

當時經典物理學已經比較完善了。直到通過麥克斯韋方程組得出了光可能是電磁波。然後在麥可遜莫雷試驗後證明了光速在不同參考係下不變。經典物理學就出現了危機。

愛因斯坦大膽認定既然光速不能變。那麼為了協調這種矛盾。時空就會扭曲。

狹義相對論就是慣性參考係下。也就是不受力時。由於光速不變導致的時空扭曲。

具體的公式基本是洛倫茲變換。

相對論的扭曲只有在巨集觀高速的時候才會明顯。我們一般是感受不到的。

有一點應該說一下。相對論這個名字其實不那麼恰當。相對的觀點是乙個很智慧型的觀點。

適用於生活的很多方面。但是相對論的相對主要指的是在速度接近光速時。速度不同與之相對的時空會發生變化。

是乙個巨集觀高速下的時空扭曲的理論。

6樓:hu-ou

這個回答簡單嗎?,時空是非存在 ,是吹泡泡。

hu-ou:狹義相對論時空的事實邏輯

7樓:

mp.weixin.qq.com/s/DBDJ這篇文章帶你重新認識愛因斯坦和他的理論。

想象一下你正在追一輛公共汽車,它的時速是48公里,而你時速只能達到47公里。公共汽車的每小時比你快1公里,你只要稍微加速就可以追上它。但是如果把公共汽車的換成一道光束(大約每秒30萬公里左右),那麼無論你如何加速,你們之間的速度差一直不變,這個差就是光速。

這種說法似乎聽起來很難理解,但是20世紀初實驗已經證明這個結論是正確的,光速確實恆定不變的。

愛因斯坦通過乙個有趣的思想實驗推斷改變的不是光,而是時間本身。因為光速是不變的,空間和時間的概念必須有所改變,排除距離因素之後,剩下的只有時間了。這個乙個非常反直覺的觀點,但事實證明它是對的。

愛因斯坦知道他的第乙個相對論遺漏了某種因素:引力,所以他重新將其標記為狹義相對論,並開始對乙個全新的版本進行攻關,他把這個版本成為廣義相對論。傳說當時愛因斯坦正坐在辦公室裡看到乙個人修理屋頂,他想象著這個可憐的傢伙掉了下來,這個念頭令他獲得了他所說的」一生中最快樂的想法「。

這個人墜落時實際處於零重力狀態,如果把他放到乙個同樣在自由下落的封閉盒子裡,他無法得知自己正在移動,這種狀況會持續到他落地的一刻。愛因斯坦意識到重力其實只是一種錯覺,他花了十年來研究有關細節,最終他描繪了一幅由時間、空間和重力構成的全新圖景,在這新的宇宙裡,重力放慢了時間。他把三維空間和時間結合在一起,並得出了時空的概念。

這是乙個難以理解的概念,因為我們生活在乙個三維空間,我們沒法描述乙個四維空間。除了上下左右前後,還有另外一種方向,而我無法指向它,很遺憾,因為我只能在空間裡指出方向,但這種方向如果我們能指出來,那就是時間方向。我們可以把時空看做是一塊橡膠板,如果你考慮到重力的話,它讓這塊橡膠塊產生了凹陷,如果我將一顆行星放進我的時空裡,它會使時空變形,那就是我的重力井。

所以我們並不只是將它看作一種力,而是將它看作時空裡的一種擾動。我們說引力作用使它們圍繞著更大的物體運動,但如果引力並不存在的話,那麼肯定有其他的某種因素使物體可以直線運動,當又讓它們的路徑呈現弧形,的確,弧形表面就可以實現這一點,所以如果你想以最短距離從北京直飛到紐約,你可以選擇直線前進,但如果你從太空中看那條直線,你會發現它其實是條弧線,因為你將會繞地球表面飛行。愛因斯坦發現曲率在本質上與引力是相同的,於是我們有了這個弧形的四維時空,這其實就相當於引力。

離地心越遠引力就越弱,就衰老速度而言你的頭每天會比你的腳快千億分之一秒,而到你的80歲生日時你的顱骨已經比你的腳趾老了300納秒,這只有一眨眼的百萬分之一。

8樓:

以三維空間裡乙個園紙片舉例。牛頓只從正上方看,說紙片是園的!(絕對時間)

狹義相對論從斜角看,告訴你紙片可以是園的也可以是橢圓的,一條直徑變短了!(動尺收縮,動鐘變慢)

廣義相對論說,你這個紙片可以不平,你想怎麼折就怎麼折,要啥形狀有啥形狀!(引力)

其實,這張紙就是這張紙,它是絕對的。

9樓:加特巴雷

速度影響質量(根據質能方程),質量導致引力(萬有引力理論),引力扭曲空間(引力波效應),空間增減時間(常識)。。。總結,速度改變時間!速度相對,質量相對,引力相對,空間相對,時間相對。。。

廣義相對!

抱歉,看到很專業的回答。都是猜測,各位同仁不必當真,權當開腦洞吧!

10樓:臥牛

其實在時間的形狀一書裡題主的這個問題講的比較清楚,不過題主要求簡單回答,那麼,狹義相對論其實就是講在乙個特定的參考係中,光速不變,時間不變。 但是宇宙中幾乎每個運動的物體都可以看上乙個參考係,甚至同乙個物體,比如地球,做的也不是勻速直線運動,所以同乙個物體都不能看成乙個固定的參考係,那麼這麼說來,地球上的時間就是不停在變化了,這樣的話,狹義相對論就沒意義了,因為他幾乎不適用於任何地方。所以需要乙個適用於任何地方得物理理論,於是根據等效原理,發明了廣義相對論。

廣義相對論可以對參考係做乙個等效轉換,那麼任何參考係就都能套用廣義相對論來解釋該參考係中的物質規律了。 說的還是挺多的…

11樓:nzczll

相對論其實就是一點,把ct當作乙個空間座標來看待。原來是x,y,z,3個座標。現在多了乙個ct,有4個座標。光速c在裡面充當乙個常數,始終不變。

狹義相對論講的是這4個座標,在不同座標系中的線性變換,可以看作是4維的希爾伯特的線性空間變換。

廣義相對論更進一步,在不同座標系中的非線性變換,可以看作是4維的黎曼空間變換。

其實相對論物理的東西不多,所有的相對論的結果,都是時間當座標,和空間形成4個座標,4個座標都在變化,運用不同的數學形式,就得到這些結果。其實都是數學的遊戲。

其實掌握相對論,不要扯過多的物理進來,把物理和數學,區分清楚。你扯物理進來,只會把自己越弄越糊塗。根據相對論的時空座標原則,按照數學規則,計算就行了。

得到什麼結果,就是什麼結果。

其它那些什麼時間倒流之類的,都是引申的閒扯,誰也不知道是對是錯,初學者不要深究這些問題。

12樓:張越之

簡單的比喻終究是簡單的比喻,提供啟發還好,要把整個理論說清楚是不現實的。

如果什麼時候真的提出這樣的比喻,那就應該立刻推廣。

13樓:江湖水很深

其實高中的選修課本就已經講得很清楚了,但一般沒有老師上這些內容,即使在大學本科的非物理專業的物理課本裡關於相對論和量子力學講的也不多。相對論不是用一句兩句就能解釋清楚的,高中課本已經是用最簡單的語言將基本的物理知識講出來了,但即使這樣,相對論也佔了一整章的內容,而量子力學的基本內容更是佔了一本書。

如果想要想知道相對論的詳細推導的話建議去看電動力學。

14樓:CosmicSymphony

在相對性原理這一統治原理的原理的指導下,為了使麥克斯韋方程滿足狹義相對性原理,狹義相對論將原來伽利略時空觀修正為狹義相對論時空觀,即4維平直時空。愛因斯坦為了進一步將狹義相對性原理推廣為廣義相對性原理,並將牛頓引力定律寫成廣義協變的形式,他將狹義相對論時空觀修正為廣義相對論時空觀,即彎曲時空。

我們的時空觀一次又一次被愛因斯坦所顛覆。

廣義相對論在哪些方面突破了狹義相對論?

自學生 我發現了自身生命時間的研究學習經驗,都是一對一環扣一環拉力重力壓力的鏈結時間模型。任何什麼研究經驗理論,都是一環扣一環正中時間統一標準原理系統模型。 其他回答都很數學,估計題主應該是希望科普一下。我來科普一下。第一點 首先我們要了解,物理學中,或者說數學中,對稱是什麼意思。對稱,比如圓形,就...

廣義相對論與狹義相對論的區別是什麼?

無形枷鎖 狹義相對論描術的是慣性系物體遠動。由兩個基本假設,物理定律在慣性系不變,光速在參考係中速度恆定。從而推理出,時間膨脹,空間縮短。廣義相對論先是把理論拓展到所有運動系 之前相對論只適應於慣性系,太過於理想化。不僅如此,廣義相對論用等效原理,把引力和加速度等價。也就是說,廣義相對論不只描述運動...

狹義相對論的發現比廣義相對論的發現還重要嗎?

只是基礎而已。說點別的 牛頓的經典物理學也是乙個概念但是過時了,之後相對論也是乙個概念,量子理論也是乙個概念,兩者都和牛頓經典力學一樣有過時的時候,目前愛因斯坦解釋質能方程的時候很簡略的說光是特殊的,但是都知道光也是一種物質,也就是說應該對應質能方程,也就是說愛因斯坦掩蓋了真相,沒有證明為什麼,因為...