定律当然是对,但是现在这个观念被扩展到包括马克斯韦理论和光速:不管观察者运动多快,他们应测量到样光速。这简单观念有些非凡结论。可能最著名者莫过于质量和能量等价,这可用爱因斯坦著名方程E=mc2来表达(这儿E是能量,m是质量,c是光速),以及没有任何东西能运动得比光还快定律。由于能量和质量等价,物体由于它运动所具能量应该加到它质量上面去。换言之,要加速它将变得更为困难。这个效应只有当物体以接近于光速速度运动时才有实际意义。例如,以10%光速运动物体质量只比原先增加0.5%,而以90%光速运动物体,其质量变得比正常质量两倍还多。当个物体接近光速时,它质量上升得越来越快,它需要越来越多能量才能进步加速上去。实际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致意见(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致——去除光所走距离——这点对他们来说是不致。)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钟读数不必要致。
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点某件事。)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
请关闭浏览器阅读模式后查看本章节,否则可能部分章节内容会丢失。