Bedste svar
Hvordan forstår jeg begrebet korrekt længde i særlig relativitet?
Lige begyndt at læse om dette fra lærebogen. Objektets hvileramme? Betyder det en referenceramme, der bevæger sig med objektet?
Du har det stort set på næsen.
Der er teknisk set ingen privilegerede rammer i særlig relativitet, men i praksis er der to rammer, der er meget vigtige, og næsten alle beregninger udføres i den ene eller den anden af dem.
- Hvilestel Hvilestellet er den ramme, hvor systemets massecenter hviler. Hvis systemet er et enkelt objekt, der bevæger sig med samme hastighed, er det rammen, der bevæger sig sammen med objektet. I denne ramme definerer vi alle de ramme afhængige størrelser til deres rigtige værdier, da det er de værdier, objektet selv vil måle. Dette inkluderer masse, længde, halveringstid, periode, bølgelængde og alt andet, du forbinder med selve et objekt.
- Lab -rammen Labrammen er observationsrammen – det vil sige den ramme, du står i og ser på objektet. Det er vigtigt, for hvis du ikke er objektet, vil dine målinger være anderledes end hvad objektet selv ville få.
Et eksempel.
Lad os sige, at du har et rumskib, hvis masse er 500 kg, hvor en selvdestruerende sekvens er startet, indstillet til at gå ud i 40 sekunder. Du måler rumskibet for at rejse med 90\% af lysets hastighed og have en længde på 4 m.
I dette problem er massen (virkelig massenergi 500c ^ 2 J) og timer er givet som korrekte værdier, fordi de er hvad du ville måle, hvis du selv bevæger dig inde i rumskibet. Længden er den observerede værdi, og for at få den korrekte værdi skal du konvertere til rummets ramme. Det er ret let; da hastigheden er 0.95c, har vi
\ gamma = \ sqrt {\ frac {1} {1 – 0.95 ^ 2}} = 3.202
Og så er den korrekte længde \ gamma L \_ {\ rm observeret}, hvilket er 12,808 meter.
Svar
Før vi visualiserer korrekt tid skal forstå, hvad den meget tid er. Den klassiske tid for Newton, Galelio flyder uafhængigt. Uafhængig i den forstand, at den er uafhængig af objekter og begivenheder. Ifølge Newton sker begivenheder som fødsel, vækst, død osv. I baggrunden af uafhængigt flydende tid. Ingen kan stoppe eller ændre det. For eksempel er dette år 2017. Det startede fra Kristi fødsel som reference. Vi er vant til at repræsentere forskellige historiske begivenheder på jorden og himmelske begivenheder som nymåne, formørkelse, ankomst af komet osv. I henhold til denne referencetid enten som A.D eller B.C. Denne klassiske tid for Newton kaldes også koordinattid. Denne tid er yderligere opdelt, og vi bruger ure til at måle dem i timer, minutter og sekunder. Alle er fine og velkendte, fordi vi troede og praktiserede den klassiske tid. Derfor betyder tid , at det er klassisk tid for os eller indtil Einstein kom ind i billedet.
Speciel relativitetsteori (1905) erklærede, at tiden ikke er uafhængig af begivenheder eller rum. Tiden er forbundet med rummet og uadskillelig fra rummet. For at være mere præcis er tiden forbundet med bevægelsen af objekter. Når tiden er forbundet med bevægelse, er den kendt som korrekt tid og den adskiller sig fra den klassiske tid , som er uafhængig af bevægelse.
Hvis et objekt nu er i ro, for eksempel antager Jorden at være i ro, og hvis to ure af samme fabrikat er placeret på Jorden, og begge er indstillet til (synkroniseret) 12.00 timer. Efter 10 år ville begge ure vise samme tid. Tiden er forbundet med bevægelse, men jorden bevæger sig ikke. Derfor er tiden for 10 år passeret på jorden både klassisk tid og passende tid for den mand, der ser på ure på jorden . I dette tilfælde er der ingen forskel mellem klassisk tid og korrekt tid. Men hvis en af de synkroniserede ure sendes af et rumkøretøj med 90\% lyshastighed i 10 år, sænkes uret i rumkøretøjet ned til omfanget af den enkle formel for speciel relativitetsteori som angivet nedenfor.
Den tid, der måles med uret på Jorden, er den rette tid for jorden (denne rette tid forstås af os som klassisk newtonsk tid).Og den tid, som uret viser i rumkøretøjet, er den rette tid for manden i rummet. Hvis den mand, der hviler på jorden, ser uret i køretøjet i bevægelse, finder han, at rumuret kører langsommere sammenlignet med hans ur. Hvis manden på rumfartøjet observerer uret på jorden, finder han, at jorduret kører hurtigere sammenlignet sit ur. Begge ser og tror, at deres ur er normalt, men det andet ur viser sig at være langsomt eller hurtigt. De relaterer deres ur til andet ur og dermed relativitet. Ingen er korrekt eller forkert, så længe køretøjet holder i bevægelse med ensartet hastighed. Men kun når manden, der bevæger sig i rummet med 90\% af lysets hastighed, besluttede at vende tilbage og møde manden efter 4,35 år ifølge hans ur, manden på jorden (antag som hans tvillingebror) han finder ham 5,65 år ældre end ham (10–4,35 år). Hans 4,35 år svarer til hans jordbror 10 år. Hvis han møder ham efter 10 år, ville hans bror på jorden være 22,98 år som beskrevet ovenfor.
Vender tilbage til at forstå korrekt tid, den rette tid for mennesket på jorden er den tid, han måler mellem to begivenheder ved hans ur på jorden. Han var i ro. Han målte afgangstiden for sin bror og mødte ham igen på jorden som 10 år. Derfor er hans rette tid 10 år. Hans tvillingebror, der rejste et stykke tid i rummet og vendte tilbage for at møde sin tvilling på jorden. Hans måler de samme to begivenheder, afgangen til rummet og hans tilbagevenden for at møde sin bror med sit ur, som han tog med sig i rummet. Denne tid er 4,35 år. Det er hans rette tid.
Fra ovenstående eksempel defineres en korrekt tid som den tid, der måles af en persons respektive ur. Der er ikke behov for at se på andres ur. Også det rigtige tidspunkt for et ur afhænger af den hastighed, hvormed det kører. Tiden er forbundet og betinget af bevægelse. Dette er den nemme måde at visualisere den rette tid på.
Men den tekniske definition af korrekt tid er noget som dette: a korrekt tid er tiden målt mellem to begivenheder ved hjælp af en persons respektive ur langs hans verdenslinje. Nu er det vigtigt at forstå, hvad verdenslinjen er.
Idéen om verdenslinjen blev givet i 1908 af Einsteins lærer Hermann Minkowski. For at forklare den særlige relativitetsteori i grafisk form producerede Minkowski et diagram, der kombinerer rum og tid, kaldet rum-tid diagram. Da tid er en integreret del af rummet ifølge relativitet, kombinerede Minkowski simpelthen de tre koordinater (x, y, z) af rummet og en tidskoordinat (t). Denne kombination af tre rumdimensioner og en tidsdimension kaldes rumtid manifold . Desuden ville det være vanskeligt at repræsentere fire koordinater i to dimensioner, han undertrykte de to koordinater i rummet og bevarede kun en koordinat og en koordinat af tid. Det forenklede todimensionale rumtid -diagram, der repræsenterer en koordinat som rum (x-akse) og den anden koordinat som tid (y-akse) er angivet nedenfor. Derefter skal et objekt ifølge relativiteten nødvendigvis bevæge sig i rumtidsmanifolden. Stien spores af et objekt, fysik siger det som et punkt, i rum-tid-diagram kaldes verdenslinje. Bemærk, at et objekt kan hvile på jorden. I så fald bevæger de tre rumkoordinater sig ikke, men tiden bevæger sig. Derfor må også et hvilende objekt bevæge sig langs tidskoordinaten. Derfor har et objekt på hvile også verdenslinje. Lad os nu se på nedenstående rum-tid-diagram.
I space-time-diagrammet:
- verdenslinjen for den hvilende mand på jorden er lodret. Dette skyldes, at selvom han er i ro, kører hans ur stadig. Han har tid. Tiden bevæger sig i y-aksen. Hans ur måler kun tiden langs den grønne lodrette linje. For ham finder begivenhederne kun sted langs den grønne linje. Den grønne linje er hans verdenslinje. Tiden målt mellem to begivenheder ved hjælp af hans ur langs hans verdenslinje vil være den rette tid for ham. I vores eksempel er den rette tid fra ham 10 år. Begivenhederne er, brorens afgang ved punkt 0 og møde ham på punkt B langs den lodrette grønne linje.
- Tilsvarende hans tvillingebror, der afgår i rummet ved punktet 0, hvis han ikke havde til hensigt at møde sin bror og også rejste kl. ensartet hastighed hans verdenslinje vil den lige røde linje mod punktet C. Begivenhederne sker for ham langs den røde linje, hans verdenslinje. Tiden målt mellem begivenheder langs denne linje er hans rette tid.
3. Men i vores eksempel besluttede tvillingebroren, der vovede sig ud i rummet, at vende tilbage og møde sin bror på jorden i punkt B. Hans verdenslinje er den buede røde linje. Hans rette tid er 4,35 år i henhold til ovenstående spørgsmål.
Bemærk: hvis et punkt er ved hvile eller i ensartet bevægelse, verdenslinjen er lige. Hvis punktet (objekt) accelererer bliver verdenslinjen buet. Vores sag, rumfartøjsbroren vender tilbage for at møde sin tvilling på jorden og accelererer derfor, derfor er den røde verdenslinje buet.
Thiruman Archunan
(17.10.2017)