請問愛因斯坦的相對論對我們?nèi)祟悂碚f有什么現(xiàn)實(shí)意義?
來源:新能源網(wǎng)
時間:2024-08-17 08:12:57
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請問愛因斯坦的相對論對我們?nèi)祟悂碚f有什么現(xiàn)實(shí)意義?【專家解說】:相對論解釋了經(jīng)典力學(xué)無法解釋的一些物理現(xiàn)象例如麥克斯韋的電磁學(xué)理論指出電磁波在真空中的速度(即光速)是一個與參考系無
【專家解說】:相對論解釋了經(jīng)典力學(xué)無法解釋的一些物理現(xiàn)象例如麥克斯韋的電磁學(xué)理論指出電磁波在真空中的速度(即光速)是一個與參考系無關(guān)的常量。但是經(jīng)典力學(xué)認(rèn)為速度是與參考系的選取有關(guān)的,這樣,光速就應(yīng)該隨著參考系的選取而改變,這是無法解釋麥克斯韋的理論的。愛因斯坦在堅(jiān)信電磁理論正確性的基礎(chǔ)上,擺脫了經(jīng)典力學(xué)時空觀的束縛,,革命性的提出了以光速不變原理和“普遍的”相對性原理為基礎(chǔ)的狹義相對論。狹義相對論不僅正確的解釋了電磁現(xiàn)象,而且還涵蓋了經(jīng)典力學(xué)中各種現(xiàn)象。不僅如此,狹義相對論還是研究高能物理和“微觀”例子的基礎(chǔ)。例如著名的質(zhì)能方程,E=mc^2,科學(xué)家們根據(jù)這個方程不僅僅是研究出了核武器,更應(yīng)該看到的是全世界都在關(guān)注的核能發(fā)電廠,它在很大程度上延緩了人們對資源匱乏的擔(dān)憂。另外,相對論徹底改變了人類對宇宙的認(rèn)識。相對論預(yù)言了引力波的存在,發(fā)現(xiàn)了引力場與引力波都是以光速傳播的,否定了萬有引力定律的超距作用。當(dāng)光線由恒星發(fā)出,遇到大質(zhì)量天體,光線會重新匯聚,也就是說,我們可以觀測到被天體擋住的恒星。一般情況下,看到的是個環(huán),被稱為愛因斯坦環(huán)。愛因斯坦將場方程應(yīng)用到宇宙時,發(fā)現(xiàn)宇宙不是穩(wěn)定的,它要么膨脹要么收縮。當(dāng)時宇宙學(xué)認(rèn)為,宇宙是無限的,靜止的,恒星也是無限的。于是他不惜修改場方程,加入了一個宇宙項(xiàng),得到一個穩(wěn)定解,提出有限無邊宇宙模型。不久哈勃發(fā)現(xiàn)著名的哈勃定律,提出了宇宙膨脹學(xué)說。愛因斯坦為此后悔不已,放棄了宇宙項(xiàng),稱這是他一生最大的錯誤。在以后的研究中,物理學(xué)家們驚奇的發(fā)現(xiàn),宇宙何止是在膨脹,簡直是在爆炸。極早期的宇宙分布在極小的尺度內(nèi),宇宙學(xué)家們需要研究粒子物理的內(nèi)容來提出更全面的宇宙演化模型,而粒子物理學(xué)家需要宇宙學(xué)家們的觀測結(jié)果和理論來豐富和發(fā)展粒子物理。這樣,物理學(xué)中研究最大和最小的兩個目前最活躍的分支:粒子物理學(xué)和宇宙學(xué)竟這樣相互結(jié)合起來。就像高中物理序言中說的那樣,如同一頭怪蟒咬住了自己的尾巴。值得一提的是,雖然愛因斯坦的靜態(tài)宇宙被拋棄了,但它的有限無邊宇宙模型卻是宇宙未來三種可能的命運(yùn)之一,而且是最有希望的。近年來宇宙項(xiàng)又被重新重視起來了。黑洞問題將在今后的文章中討論。黑洞與大爆炸雖然是相對論的預(yù)言,它們的內(nèi)容卻已經(jīng)超出了相對論的限制,與量子力學(xué),熱力學(xué)結(jié)合的相當(dāng)緊密。今后的理論有希望在這里找到突破口。以上內(nèi)容是我根據(jù)大學(xué)物理書(高等教育出版社(第五版))和百度百科的內(nèi)容( http://baike.baidu.com/view/4243.htm?fr=ala0_1_1)整理出的,希望我的回答對您的問題有所幫助
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