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相對論淺談,愛因斯坦以此制造了原子彈?時間膨脹又是為何?

幽幽龍仔
原創(chuàng)
從古代歷史到現(xiàn)代科技,龍仔帶你曲徑通幽
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提起最著名科學家,不知大家會想到誰?牛頓,霍金,特斯拉,伽利略?當然大多數(shù)人心中的答案肯定是他——阿爾伯特·愛因斯坦,的確這位科學巨匠把人類帶入了一個新時代。聊到愛因斯坦就不得不提他的相對論。這部巨著使人類對時間和空間的認知發(fā)生的翻天覆地的轉變。它成為現(xiàn)代物理學的支柱之一。相對論又由狹義相對論與廣義相對論組成。今天我們就來聊聊這一輝煌巨著,小編坦言不是資深專業(yè)人士,大家看著玩,消磨下時間就好。

相對論淺談,愛因斯坦以此制造了原子彈?時間膨脹又是為何?

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1905年,被譽為“愛因斯坦奇跡年”,這位年僅26歲的科學巨匠發(fā)表了5篇劃時代的論文。每一篇都開啟了一個全新的物理領域。其中,最重要的就是6月30日發(fā)表的《論動體電動力學》,也就是狹義相對論。

狹義相對論以“光速不變”這個基本觀測事實出發(fā),拋棄了行將就木的以太學說。建立了區(qū)別于牛頓絕對時空觀的全新時空觀念 。推導出了許多不可思議的現(xiàn)象。

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時間膨脹,一個物體運動得越快,它經歷的時間就會變得越慢。比如,我們制造一個光子鐘來計時,光子從左側鏡面飛到右側鏡面為一秒。從右側反射回左側是第二秒,以此類推。當實驗者拿著光子鐘高速運動時,第三方觀察者看光子鐘,光子從鏡面左側到右側的飛行路線,就不再垂直于鏡面了,它是一條斜線,飛行的距離就變長了,當然這“一秒鐘”的時間也就變長了。換言之,實驗者的時間相對于觀察者來說變慢了。

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狹義相對論還推導出了人類最著名的公式——質能轉換公式E=MC^2(E代表能量,M表示質量,C^2是光速的平方,為一個常數(shù))

在牛頓力學中,質量和能量是完全沒有關系的兩個物理量。在愛因斯坦的狹義相對論中,能量概念有了推廣,質量和能量有確定的當量關系。一個擁有很小質量的物體,它所蘊藏的能量是十分巨大的。愛因斯坦是運用狹義相對論通過一系列公式的推導、計算最后得出了這么一個簡潔明了的質能公式。

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數(shù)學計算十分繁雜,為了解釋它,小編舉一個有欠妥當?shù)睦?,光以每?0萬公里的速度從一個有質量的物體旁邊疾馳而過,運動是相對的,我們反過來看,把光看成靜止的,是不是這個物體就以每秒30萬公里從光的旁邊經過,一個物體有這么快的速度,那它的能量之大可想而知。

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關于此公式一直有一種錯誤的認識,在大多數(shù)人的印象中,愛因斯坦推導出了質能公式E=MC^2,并利用這個“配方”幫助美國制造出了原子彈。這個觀點是不正確的,雖然它可以從理論上,解釋核武器為什么有如此巨大威勢,但對在現(xiàn)實世界中制造出原子彈,并沒有“實質貢獻”。況且愛因斯坦因為在德國出生,愛好和平、反對戰(zhàn)爭等原因,連曼哈頓工程的十萬人大名單都沒有進入。因為曾寫信力勸羅斯福研制原子彈,戰(zhàn)爭結束后,愛因斯坦悔恨地表示:“當初如果我知道希特勒造不出原子彈的話,我連手指頭也不會動一下 !”

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狹義相對論的出現(xiàn),解決了當時學界關于“光”的實際觀測與舊有理論之間的諸多矛盾,也使愛因斯坦從解決溫飽的專利局小職員躍升為物理學界的新星。誠然,如果愛因斯坦不發(fā)表狹義相對論,三、五年后也會有其他科學家窺其門徑。但是十年后的廣義相對論,絕對是只有愛因斯坦這位科學巨匠才能創(chuàng)立出來的。屆時,他將從一顆新星成長為一代泰斗!

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