希望相对论或物理高手解答若干个问题

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/16 18:12:12
一:物体A在真空中不受任何力地匀速前进,它是否置身于引力场当中,它的时间进程是否会比静止时慢?
二:在只有重力的作用下自由落体,时间进程会否变慢?
三:真空中有两个飞船,周围没有参照物,飞船上的人都看到对方向自己靠近,有无办法知道谁的时间进程变慢,或者是大家都没有变慢,又或者是大家都看到对方的变慢?
四:物体甲在真空中只受到大小相等,方向相反的引力,根据广义相对论,它的时间进程是否比不受任何力的物体慢?
五:假设地球没有公转和自转,物体甲在1000米的高空中自由落体,物体乙在1000米的高空中以每秒1m/s的速度匀速竖直下落,当两个物体都已经静止在地球上时,谁之前的时间进程变慢,还是两个物体之前的时间进程都变慢?
六:可否这样理解:想知道一个物体的时间进程有否变慢,看它的合外力是否不与引力相等就行?
七:假设有甲和乙,甲以一定速度匀速向乙前进,两个人身上均有一个指着零时刻的钟,而且在受到红外线后才开始工作。现在在甲和乙之间(不是中间)有一红外线发射器,根据甲的速度和发射器与甲和乙的距离计算好时机后发射红外线,使甲乙身上的钟收到红外线并开始工作时甲乙离发射器的距离相等(这样的目的是使两个钟同时开始工作)。当甲路过乙身边时,乙校对时间(甲没有停止运动)。我的理解是:如果根据狭义相对论,乙会观察到甲上的钟走过的时间比乙的少;而根据广义相对论,由于甲乙都没有引力场的作用,乙会看到甲的钟和乙的钟走过的时间是一样的。请问我是哪个理解错误?错在哪里?

1首先,你是在狭义相对论下问这个问题还是在广义相对论下文这个问题。因为“不受任何力”这个概念在两个体系下是不同的。在狭义相对论中,引力被视为一种力,那么既然已经说不受力了,那么自然也不受引力作用。而广义相对论认为引力并不是真实的力,而是时空的弯曲,因此“不受力”这个概念就意味着除了引力不受任何力。比如,狭义相对论和经典力学将一个自由下落的物体称为“在引力作用下加速下落的物体”,而广义相对论将一个自由下落物体称为“惯性物体”,也就是不受任何力的物体。
其次,你问的时间进程是谁测到的时间?如果是与物体一起运动的观测者测到的时间,那么他感觉不到任何变化,因为对他而言,物体一直是静止的。如果是另一个相对于物体运动的独立旁观者,那么他会发现广为人知的尺缩钟慢现象,也就是说,当他拿一个望远镜望向与物体一起运动的时钟时,他会发现物体上的时钟比他自己所佩戴的时钟走得慢

2刚才已经说了,一个只在重力作用下自由下落的物体在相对论中称为惯性物体。这里同样要问你,是谁测到的时间,与物体间的运动关系是什么,只要与物体间存在相对的运动,那么就会看到尺缩钟慢现象,而随物体一起运动的观测者不会有任何感觉。不过由于它是一个惯性物体,引力场对它的时间没有影响。我们说引力场对物体的时间有影响,实际上说的是对静止在引力场附近的非惯性物体有影响,也就是说导致时钟变慢的实际上是用来对抗引力作用、抗拒惯性运动(自由下落)的那个加速度。所以如你所说,如果一个物体自由下落,那么它附近的时间流逝只受狭义相对论效应的影响,而不受光义相对论效应的影响

3双方都会观测到对方的钟比自己的钟慢。那么下边,就看他们是擦肩而过,还是会进行对接之类的动作。如果擦肩而过,那么双方都会一直看到对方的钟比自己慢。如果要进行对接,那么双方就要讲速度调整到一致。在这一过程中,双方的船员都会看到对方的速度相对于自己逐渐变慢,而时钟则加速运转,最终变得与自己的时钟读数一样。这是因为,在以不同速度运动时,两船的同时面是不同的。而速度调整一致后,同时面也调整同一,在这个调整的过程中,就会出现上述情形

4按照广义相对论,不存在“两个引力”,而只存在统一的引力场。一个只受引力场作用的物体就是惯性物体,它附近的时间流逝速度与平直时空中(无引力场的情况下)相同。除非有另一个力帮