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慢钟效应是什么呢?

现在有很多的效应,比如慢钟效应、蝴蝶效应等等,那么你知道慢钟效应是什么吗?下面我们就一起来看看慢钟效应是什么意思。

慢钟效应

根据狭义相对性原理,惯性系是完全等价的,因此,在同一个惯性系中,存在统一的时间,称为同时性,而相对论证明,在不同的惯性系中,却没有统一的同时性,也就是两个事件在一个关性系内同时,在另一个惯性系内就可能不同时,这就是同时的相对性,在惯性系中,同一物理过程的时间进程是完全相同的,如果用同一物理过程来度量时间,就可在整个惯性系中得到统一的时间。在今后的广义相对论中可以知道,非惯性系中,时空是不均匀的,也就是说,在同一非惯性系中,没有统一的时间,因此不能建立统一的同时性。

相对论导出了不同惯性系之间时间进度的关系,发现运动的惯性系时间进度慢,这就是所谓的钟慢效应。可以通俗的理解为,运动的钟比静止的钟走得慢,而且,运动速度越快,钟走的越慢,接近光速时,钟就几乎停止了。

尺子的长度就是在一惯性系中“同时”得到的两个端点的坐标值的差。由于“同时”的相对性,不同惯性系中测量的长度也不同。相对论证明,在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短,这就是所谓的尺缩效应,当速度接近光速时,尺子缩成一个点。

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时间膨胀是相对论效应的一个特别引人注意的例证,它是首先在宇宙射线中观测到的。我们注意到,在相对论中,空间和时间的尺度随着观察者速度的改变而改变。例如,假定我们测量正向着我们运动的一只时钟所表明的时间,我们就会发现它要比另一只同我们相对静止的正常走时的时钟走得慢些。另一方面,假定我们也以这只运动时钟的速度和它一同运动,它的走时又回到十分正常。我们不会见到普通时钟以光速向我们飞来,但是放射性衰变就像时钟,这是因为放射性物质包含着一个完全确定的时间标尺,也就是它的半衰期。当我们对向我们飞来的宇宙射线M作测量时,发现它的半衰期要比在实验室中测出的22微秒长很多。在这个意义上,从我们观察者的观点来看,M内部的时钟确实是走得慢些。时间进程拉长了,就是说时间膨胀了。

我们完全清楚,在平常的生活中看不出空间和时间有这种畸变。这是因为我们不涉及已接近光速运动的事物。事实上,相对论现象的特性由物体速度与光速平方之比这样一个比率来决定。当所研究的物体的运动速度超过光速的十分之一时,这个比率才变得重要,因为此时该比率增大到百分之一以上。这样的高速领域几乎只局限在高能物理学家们的经验中。由于我们通常不会涉及这样高的速度,所以狭义相对论的许多结论都使我们感到惊奇。实际上,这些结论确实有些复杂,但早已证实了狭义相对论的完美,并且在处理低速运动时又几乎严格地与我们所熟悉的物理规律一致。

时间膨胀对于未来的宇宙探索,旅行等都有巨大的作用,而它也不断出现在科幻小说家的笔下,并有了许多优秀的作品。

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