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第二章 空间和时间(5 / 11)

上它永远不可能达到光速,因为那时质量会变成无限大,而由质量能量等价原理,这就需要无限大能量才能做到。由于这个原因,相对论限制任何正常物体永远以低于光速速度运动。只有光或其他没有内禀质量波才能以光速运动。

相对论个同等卓越成果是,它变革们对空间和时间观念。在牛顿理论中,如果有光脉冲从处发到另处,(由于时间是绝对)不同观测者对这个过程所花时间不会有异议,但是他们不会在光走过距离这点上取得意见(因为空间不是绝对)。由于光速等于这距离除以所花时间,不同观察者就测量到不同光速。另方面,在相对论中,所有观察者必须在光是以多快速度运动上取得致意见。然而,他们在光走过多远距离上不能取得致意见。所以现在他们对光要花多少时间上也不会取得致意见。(无论如何,光所花时间正是用光速——这点所有观察者都是——去除光所走距离——这点对他们来说是不。)总之,相对论终结绝对时间观念!这样,每个观察者都有以自己所携带钟测量时间,而不同观察者携带同样读数不必要致。

图2.1时间用垂直坐标测量,离开观察者距离用水平坐标测量。观察者在空间和时间里途径用左边垂线表示。到事件去和从事件来光线途径用对角线表示。

每个观察者都可以用雷达去发出光脉冲或无线电波来测定个事件在何处何时发生。脉冲部分由事件反射回来后,观察者可在他接收到回波时测量时间。事件时间可认为是发出脉冲和脉冲反射回来被接收两个时刻中点;而事件距离可取这来回过程时间半乘以光速。(在这意义上,个事件是发生在指定空间点以及指定时间某件事。)这个意思已显示在图2.1上。这是时空图个例子。利用这个步骤,作相互运动观察者对同事件可赋予不同时间和位置。没有个特别观察者测量比任何其他人更正确,但所有这些测量都是相关。只要个观察者知道其他人相对速度,他就能准确算出其他人该赋予同事件时间和位置。

现在们正是用这种方法来准确地测量距离,因为们可以比测量长度更为准确地测量时间。实际上,米是被定义为光在以铂原子钟测量0.000000003335640952秒内走过距离(取这个特别数字原因是,因为它对应于历史上定义——按照保存在巴黎特定铂棒上两个刻度之间距离

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