相对论浅谈,爱因斯坦以此制造了原子弹?时间膨胀又是为何?

提起最著名科学家,不知大家会想到谁?牛顿,霍金,特斯拉,伽利略?当然大多数人心中的答案肯定是他——阿尔伯特·爱因斯坦,的确这位科学巨匠把人类带入了一个新时代。聊到爱因斯坦就不得不提他的相对论。这部巨著使人类对时间和空间的认知发生的翻天覆地的转变。它成为现代物理学的支柱之一。相对论又由狭义相对论与广义相对论组成。今天我们就来聊聊这一辉煌巨著,小编坦言不是资深专业人士,大家看着玩,消磨下时间就好。

1905年,被誉为“爱因斯坦奇迹年”,这位年仅26岁的科学巨匠发表了5篇划时代的论文。每一篇都开启了一个全新的物理领域。其中,最重要的就是6月30日发表的《论动体电动力学》,也就是狭义相对论。

狭义相对论以“光速不变”这个基本观测事实出发,抛弃了行将就木的以太学说。建立了区别于牛顿绝对时空观的全新时空观念 。推导出了许多不可思议的现象。

时间膨胀,一个物体运动得越快,它经历的时间就会变得越慢。比如,我们制造一个光子钟来计时,光子从左侧镜面飞到右侧镜面为一秒。从右侧反射回左侧是第二秒,以此类推。当实验者拿着光子钟高速运动时,第三方观察者看光子钟,光子从镜面左侧到右侧的飞行路线,就不再垂直于镜面了,它是一条斜线,飞行的距离就变长了,当然这“一秒钟”的时间也就变长了。换言之,实验者的时间相对于观察者来说变慢了。

狭义相对论还推导出了人类最著名的公式——质能转换公式E=MC^2(E代表能量,M表示质量,C^2是光速的平方,为一个常数)

在牛顿力学中,质量和能量是完全没有关系的两个物理量。在爱因斯坦的狭义相对论中,能量概念有了推广,质量和能量有确定的当量关系。一个拥有很小质量的物体,它所蕴藏的能量是十分巨大的。爱因斯坦是运用狭义相对论通过一系列公式的推导、计算最后得出了这么一个简洁明了的质能公式。

数学计算十分繁杂,为了解释它,小编举一个有欠妥当的例子,光以每秒30万公里的速度从一个有质量的物体旁边疾驰而过,运动是相对的,我们反过来看,把光看成静止的,是不是这个物体就以每秒30万公里从光的旁边经过,一个物体有这么快的速度,那它的能量之大可想而知。

关于此公式一直有一种错误的认识,在大多数人的印象中,爱因斯坦推导出了质能公式E=MC^2,并利用这个“配方”帮助美国制造出了原子弹。这个观点是不正确的,虽然它可以从理论上,解释核武器为什么有如此巨大威势,但对在现实世界中制造出原子弹,并没有“实质贡献”。况且爱因斯坦因为在德国出生,爱好和平、反对战争等原因,连曼哈顿工程的十万人大名单都没有进入。因为曾写信力劝罗斯福研制原子弹,战争结束后,爱因斯坦悔恨地表示:“当初如果我知道希特勒造不出原子弹的话,我连手指头也不会动一下 !”

狭义相对论的出现,解决了当时学界关于“光”的实际观测与旧有理论之间的诸多矛盾,也使爱因斯坦从解决温饱的专利局小职员跃升为物理学界的新星。诚然,如果爱因斯坦不发表狭义相对论,三、五年后也会有其他科学家窥其门径。但是十年后的广义相对论,绝对是只有爱因斯坦这位科学巨匠才能创立出来的。届时,他将从一颗新星成长为一代泰斗!

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