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相对论的问题如何一个惯性系下描述一个加速运动物体的时空观.好比地球上一个加速运动火车,地球上的人和火车上的人所记录的时间

来源:学生作业帮 编辑:拍题作业网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/04/29 09:08:54
相对论的问题
如何一个惯性系下描述一个加速运动物体的时空观.好比地球上一个加速运动火车,地球上的人和火车上的人所记录的时间,必然是火车上的人时间少,但是该怎么去计算,是用积分,还是广义相对论呢?因为对于地球上的人来说是惯性系,所以我觉得应该还是按照狭义相对论吧.求教,
狭义相对论的公式是对惯性系而言的,不适用于非惯性系.
t'=t×√(1-v²/c²),

不过也许可以这样考虑:在加速度时,可以把t'=t×√(1-v²/c²),这个公式写作微分形式则是:
dt'=dt×√(1-a²d²t/c²),
两边平方
d²t'=d²t-d²t×a²d²t/c²,

再进行积分就行了.
再问: 你的这个想法我问过一个教授了,这样简单的积分不行,必须还得用广义相对论的知识,因为时空度规发生了改变。不过还是谢谢你了
再答: 狭义相对论是相对论的微分形式,广义相对论就是相对论的积分表达。 t'=t×√(1-v²/c²),就是时间度规的变换,只不过这里面的v是常数。 如果v不是常数,而是时间的函数,那么就要对时间积分。因此这个关系式中已经包含了时间度规的变换,不需要再重复变换。 现在很多关于相对论公式的推导(包括一些教科书上都采用的),都出现了这类错误,就是用已经进行过洛伦兹变换的时间进行洛伦兹变换的推导。实际上得出的结果是二重变换。肯定是不对的。 洛伦兹变换的意义和推导的前提条件: 相对匀速直线运动的两个惯性系、每个系统上的时钟在本系统上均处处相同。 由此可以得知,洛伦兹变换仅适用于无限短的距离及无限短的时间,即微分点上的情况。 这也是“狭义”的意思,如果把洛伦兹变换当作广义适用的公式来用在长时间、大尺度、变速度的计算上就会出现错误。必须通过积分把无数个微分点的结果累加起来。 其实相对论并不是很复杂的理论,只是很多人有了先入为主的神秘感觉而认为难懂。 不对就是相对性而已。一切都是相对的,速度是相对的,加速度也必然是相对的,两个同是自由落体的物体之间,互相看对方都是惯性系。 火车在加速度运动,但是相对火车上的人来说,是地面的人在做加速度运动。如果在茫茫宇宙中只有火车和人,谁说得清是谁在作加速运动呢? 运动是相对的,所以一切由一个系统换算到另一个系统的时间、长度都是对等的。就像你看远处的人变小了,远处的人看你也变小了一样。如果反变换不成立,那就是错误的。 现在有很多所谓的相对论方面的书或文章,得到的结果都是能出现悖论的结果,就是如果反复的相互反变换,最终结果不是无穷大就是无穷小,无法得到对等的结果。那显然是错误的。