前面我给大家讲解了狭义相对论的核心思路:时间相对性,相信大家应该记忆犹新,这里我再次重复下“什么叫相对性”,相对性意味着我们必须要给定一个参考系,并且换了参考系再看同样的事情就会有变化,比如速度这个物理量就是相对的,而且不止速度具有相对性,时间、长度、质量这三个物理量也是相对的。那么大家是否想过,为什么我们宇宙的最大速度就是光速C呢?
由于光的速度是C,也就是这个宇宙的最大速度,那么在光眼中我们的世界其实都是以C的速度在往后退,还记得我之前给大家讲过狭义相对论的一个效应不?当一个物体速度越快,时间就会越慢,由于物体空间速度和时间速度是不可兼得的,这与量子力学里面的海森堡“不确定性原理”其实有异曲同工之妙,因为这个不确定性原理就是告诉你,微观例子的速度和位置你永远无法同时兼得。
其实宏观世界里面也有一个“不确定性原理”,那就是宏观物体的“空间速度”和“时间速度”也是不可兼得的,举个简答的粒子,当一个物体静止于地面,此时这个物体在空间上没有速度,也就是速度为0,但是这个物体时间上的速度恰恰是最大的时候,时间上的速度就是c。
那么这就带来一个新的“概念”,什么叫“时间速度”,时间这个物理量也有速度这一说吗?其实是有的,因为狭义相对论中有一个时间膨胀公式如下图所示。
其中△T是静止于地面的参考系的时间,△t'是运动的参考系的时间,v是运动参考系的速度,c是光速。可以看出当地面上某个物体过程花费了3秒,也就是△T=3,如果运动参考系的速度v非常大的话,算出来的△t'是一个接近无穷大的值,所以总结一句话就是:运动物体速度越快时间越慢。
当物体静止时由于空间上没有空间上的运动,也就是空间速度为0时,时间上的速度流逝的就最大c,当物体空间上运动速度达到c,时间上流逝的速度又变为0了,看见没,空间速度和时间速度是一种此消彼长的关系,一个大了另一个就小,一个小了另一个就大,用一个函数图来表示就如下图所示
其中横坐标是时间速度,纵坐标是空间速度,第一幅图就表示这个物体空间上速度为0,此时时间上的速度是c,右边这幅图表示这个物体空间上速度是c,时间上速度是0,中间这幅图表示这个物体在空间和时间上都有一定的速度。
大家发现没,这三幅图有一个共同的特点,那就是这条“紫色的线段”长度是固定的,也就是说如果我们把一个物体在时间上的速度和空间上的速度做叠加,你会发现永远固定为C,所以这个“紫色线段”长度其恰好就是C。而时间速度和空间速度叠加起来的速度是啥,其实就是“时空速度”。所以总结一句话,我们每个人其实在时空中的速度固定都是C,无论你处于啥运动状态,你的时空速度是无法改变的。
所以大家明白了没,为什么C是宇宙中的最大速度,因为我们的时空速度一直都是C,这个是固定值不变的,这个是世界的内在属性且不以我们意志为转移。我是小彭来给您解惑,大家如果喜欢我的文章可以关注我,如果对文章有异议可以留言评论。
本文来自投稿,不代表本人立场,如若转载,请注明出处:http://www.sosokankan.com/article/2611029.html