从片子《星际穿越》去理解爱因斯坦的相对论(转载)

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丸子
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  片子《星际穿越》给了不雅寡对时间和空间相对奇特的视角,有些是基于物理学的原理,也有的是基于导演和编剧本身的想象。出于兴致,本人也谈谈对相对论的差别理解(物理书上没有的)

  1、万有引力公式F=GMm/(R^2)的构造阐发

  现代物理学认为万有引力的存在是因为希格斯波色子,而希格斯波色子的数量又取决于物体的量量,如若把物体的量量集中到1点(球型),希格斯波色子以球型平均向外的体例辐射构成引力场,当辐射到半径为r时,此时的外表积S=4πr^2, 希格斯场的强度=M·k/(4πr^2),此时其对另一量量为m的物体的感化力=Mm·k/(4πr^2),也就是万有引力公式,此中k为希格斯常量,万有引力常量G=k/ (4π) =6.67×10?‐11 单元 N·m2/kg2。

  2、狭义相对论说速度越快,量量越大,怎么理解

  加速器关于高能粒子的加速尝试已经足够证了然上述结论:跟着被加速的粒子速度接近光速,它的量量将趋势于无限大,永久无法打破光速,狭义相对论的理解是比力萎燥的,本人将从电磁力的角度去论述那个原理,因为从素质上来说,加速器对高能粒子的加速是基于电磁力。

  电磁力的传布是有速度极限的,并且是分阶段的,在高能粒子远低于光速运行时,分层的电磁力几乎同时抵达高能粒子身上,所以低速加速比力容易,也觉得不到量量改变,当高能粒子接近光速运行时,电磁力分层抵达高能粒子身上,可以有效加速的光子少了,天然就比力难加速了。如若高能粒子速度已经抵达光速,那负责加速它的电磁力将永久也逃不上它,那就是没有物体可以超越光速的素质原因。从力感化公式F=ma阐发来看,f稳定,a变小了,m就变大了,现实上m底子没变大,只是难加速了,现代物理教材说物体量量无限大,那是一大误区。

  3、欧洲人说他们找到了希格斯波色子,可信吗?

  我很希望是,如若是就意味着那么多年的理论物理学家们没有白搭功夫,夸克模子也许就此被彻底认可。但是,你拿什么去捕获鬼魂般的希格斯波色子,拿什么去检测?你所有的仪器的原理都是它自己构成,若何用它本身去检测它?那种检测可靠吗?

  很难,但是再难也要去霸占,希格斯波色子不是物理学的起点。

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