爱因斯坦的相对论_爱因斯坦著名的相对论，究竟讲了什么？这也许是最通俗的解释了

大家好，这是一本小广播书。今天，我们继续分享尖端科学科普书籍《宇宙之弦》早些时候，我们分享了这本书的第一部分，物理学的两大支柱:相对论和量子力学。但不幸的是，它们不能很好地解释世界，因为它们可以分别在大尺度和小尺度上解释世界的规律，但它们都是不同的统一的规律。这时，作者的“超弦理论”出现了。超弦理论能更好地解释这个世界吗？今天，我们将继续分享这本书的内容。今天我们将从爱因斯坦的相对论开始。

今天的内容主要阐述爱因斯坦的狭义相对论，即时间、空间和光的原理。由于内容过于抽象，本书还列举了大量的意识形态实验进行验证和解释，这里我选取了一些实验和结论供大家讲述

爱因斯坦的狭义相对论指出空间和时间不是绝对的，两个简单的原理构成了狭义相对论的基础:

1:一个与光的性质有关，即光速不变，光速为10.8亿公里/小时；

2:另一个相对抽象的原理是相对论，即运动是相对的这个原理是基于一个简单的事实:无论我们讨论速度的大小或方向，我们必须清楚地识别测量者。这是相对论思想的精髓

一个思想实验

假设在广阔的宇宙中，乔治正在黑暗的空旷空间中游荡。从他的观点来看，他是完全静止的在远处，他看到另一个人漂浮在宇宙中，格雷西，向他飘来。他们从他身边经过时互相挥手致意。然后格雷西消失在黑暗的夜空中。如果从格雷西的角度来看这个故事，也可以解释为格雷西感觉静止，乔治在远处向她飘来，然后挥挥手消失在夜空中。这两个故事讲述了同样的事情。两人都感受到了他们的宁静这就是相对论的本质:运动是相对的

在狭义相对论中，不仅运动是相对的，时间和空间的结构也密切依赖于观察者和被观察者之间的相对运动运动物体的进化会变慢，运动物体会感觉时间变慢，运动方向的长度也会变短。

在爱因斯坦的狭义相对论中，物体的运动大部分是在时间中度过的，而不是在空间中。在我们的共同认知中，我们都在太空中度过时光。我们坐在沙发上看电视，走在街上。我们生活在一个三维空间里，每个人都更容易理解。但是爱因斯坦认为我们的时间是宇宙的第四维，我们实际上生活在一个包含时间维度的四维宇宙中。例如，当我们预约一个朋友在某个地方见面时，我们不仅要确认双方的三维空间(也就是说，具体在什么地方)，还要预约，例如，下午4点

这里，爱因斯坦统一了时间和空间的概念正如我们前面提到的，当一个物体相对于我们的空间移动时，它的时间也会变慢。同样，在时间维度上，当一个物体相对于时间运动时，它在时间上的运动速度也会变慢。

宇宙中的一切在时间和空间中总是以恒定的速度(光速)运动，我们把三维空间和一维时间相加的速度就是光速。然而，我们日常生活中物体移动的速度远低于光速，所以我们感觉不到相对效应的存在。这怎么解释呢？

添加一个静止的对象(相对于我们)也就是说，它不在空间运动，所以相对于我们，这些物体的空间运动速度是0，所以我们和这些物体在时间维度上有相同的光速，所以我们会以相同的速度变老。但是在另一边如果一个物体相对于我们运动，比如一辆汽车从我们身边经过，那么这个物体的运动意味着它在空间中的运动速度大于0，所以它在时间上小于光速，因为它的一些运动已经进入了空间。换句话说，当一个物体在空间移动时，它的时间会变慢。

推导出当物体在空间的运动速度是光速时，时间应该是静止的，也就是说，时间的速度是0所以，如果物体的移动速度超过光速，我们能回到过去吗？不幸的是，没有任何物体的移动速度能超过光速。这是为什么？

质量-能量等效理论是爱因斯坦狭义相对论最重要的推论，即著名的方程e = MC，其中e是能量，m是质量，c是光速；换句话说，所有物质都含有质量乘以光速平方的能量。这可以解释为什么物体的运动速度不能超过光速。

静止物体的所有能量都包含在静止质量中。一旦它移动，就会产生动能。由于质量和能量是相等的，运动中的能量应该加到质量上，也就是说，运动物体的质量将增加。当物体的运动速度远低于光速时，质量的增加可以忽略不计。例如，当速度达到光速的0.1倍时，质量只会增加0.5%。然而，随着速度接近光速，质量的增加是显著的。如果速度达到光速的0.9倍，它的质量就会翻倍。这时，物体需要更多的能量来继续加速。当速度接近光速时，质量随着速度的增加而线性增加。当速度无限接近光速时，质量趋于无穷大，需要无限的能量。因此，任何物体的运动速度都不能达到光速。只有质量为零的粒子才能以光速运动，比如光子。

ok，总结以上内容

1:在狭义相对论中，运动是相对的，时间和空间也是相对的。

2:我们生活在四维空间中，在空间和时间中以光速行进。

3:光速是恒定的，没有任何物体的移动速度能超过光速。

广义相对论

爱因斯坦的狭义相对论解释了时间、空间和光的性质，指出所有事物运动的速度极限就是光速，但它提出了另一个问题:把光速作为物体运动极限的概念与17世纪后期提出的牛顿引力理论不相容，因为引力可以在两个大质量恒星中瞬间直接传播换句话说，重力的速度应该超过光速。经过多年的研究，爱因斯坦提出了广义相对论在这个理论中，他再次创新了我们的时空概念。他证明了它们是卷曲的，重力就是卷曲的波浪。

牛顿认为两个物体之间的重力大小取决于两个因素:组成每个物体的物质总量和物体之间的距离物体的质量越大，重力越大，反之亦然。给出了精确计算重力的公式，称之为重力定律。直到20世纪初，万有引力定律一直被认为是一个不争的事实。

但是爱因斯坦的狭义相对论提出光速是宇宙中所有事物运动速度的最大值然而，根据重力定律，重力和两个物体之间的距离是有关系的。可以想象太阳的突然爆炸，地球1.5亿公里的原理会立即脱离太阳的轨道，但是光从太阳到地球需要八分钟，也就是说，引力的速度超过了光速，这显然与爱因斯坦的狭义相对论不一致

牛顿在提出引力时没有解释它是什么或者它是如何工作的。两个物体相距数亿英里。他们怎么会有关系？

1907年的一天，爱因斯坦坐在瑞士的一间办公室里。经过曲折的思考活动，他终于意识到了这个问题的答案狭义相对论通过相对论原理确立了不同观察者的观点是平等的。物理定律对所有匀速运动的观察者都是一样的。但是那些加速的人呢？爱因斯坦发现加速度和引力是由空间和时间的弯曲联系在一起的。让我们看看他是怎么做到的。

爱因斯坦通过一系列实验首次证明，当所有加速度运动时，空间是弯曲的，时间是卷曲的。爱因斯坦发现重力实际上是时间和空间的弯曲。这就是广义相对论的本质

是什么意思？当没有物体或能量时，二维平面上的空间应该是平的。但是在这个二维平面上，如果有一个质量很大的物体，这个物体会使这个平面下垂，就像一个球落入网中一样。地球围绕太阳旋转，就像有一根绳子连接着地球和太阳一样。事实上，地球是在太阳下沉的轨道上。我们称这种现象为重力作用。

因此，引起地球和太阳之间吸引力的神秘力量是太阳的存在，它使空间弯曲。因此，爱因斯坦的广义相对论结合空间的曲率来解释重力的作用，并解释重力的动机是宇宙的结构。

所以根据这个理论，如果太阳爆炸，由于重力的作用，地球仍然需要8分钟才能知道太阳爆炸的事实。

好，我们今天讨论了爱因斯坦的广义相对论和狭义相对论。今天就到这里。如果你喜欢我的文章，请注意“小范围阅读”或与你的朋友分享。谢谢你