大家好，关于狭义相对论时间膨胀很多朋友都还不太明白，今天小编就来为大家分享关于相对论空间扭曲的知识，希望对各位有所帮助！
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一、狭义相对论的时间膨胀
1、狭义相对论预言，运动时钟的“指针”行走的速率比时钟静止时的速率慢，这就是时钟变慢或时间膨胀效应。考虑在K系中的某一点静止不动（即空间坐标间隔为零：x=0，y=0，z=0）的一只标准时钟，此时洛伦兹变换中的前三个方程给出：
2、x'=vt'，y'=0，z'=0
3、这是时钟在K'系中的运动轨迹，即时钟以不变速度v沿x'轴的正方向运动。洛伦兹变换中的第三个方程给出（如下图）：
4、式中t是给定时钟显示的时间间隔，因而是固有时。由于时钟的速度v总是比光速c小，该式中的1/(1－v2/c2)1/2（即膨胀因子）大于1，因而t'>t，即在K'系中看来运动的时钟走慢了。但t'是坐标时，因为它是K'系中两个不同地点的时钟记录的时间之差，所以上面所谓的时间膨胀实际上是说“固有时比坐标时小”。直接的实验验证包括飞行μ子寿命增长和环球飞行原子钟速率减慢。
二、《狭义相对论》中的时间膨胀效应该怎么理解
1、《狭义相对论》也是如此，因为在日常生活中，我们所接触的一切事物，如果利用《狭义相对论》来计算更精确，但是与我们原本的常识之间的误差，更加微不足道，除非利用更加精密的仪器，否则你要突然蹦出来一句“时间是相对的，我的时间比你走得慢”，肯定分分钟让吐沫淹死。实际上狭义相对论并非难以攀登，就是一层窗户纸，捅破了也就破了。下面我们开始捅：你无法判断船是否在动
2、要讲《狭义相对论》，我们就要先讲一下相对运动，很简单两张图。两个小孩在一个密闭空间里面扔球玩，没有窗户，看不到外面的世界。其中一个小孩说：“我们应该在屋子里，因为我们没有感觉到这个空间在动。”
3、另一个小孩子说：“不对，我们也有可能在一架匀速行驶的汽车上或者一艘匀速行驶的船上，只是我们速度恒定，并不受力（合力为零），所以我们没有推背感。”
4、大人说：“你俩说的都挺对，因为无论是在地球上静止的房子里，还是在地球上匀速运动的空间中，物理性质都是一样的，抛出去小球的轨迹也是一样的，除非看到外面世界，观察外面的参考物，例如：山水、楼房，才可以判断我们的状态。”——这是相对论背后的核心思想，也是为什么我感觉不到地球围绕太阳的运动或太阳系在银河系中运动的原因。
5、这个思想源于在比萨斜塔上扔球把亚里士多德给否了的伽利略，他说想要确定物体动没动要先找一个参照物。
6、人在小车上，小车开在马路上，小车对人说：“你没动”，马路对人说：“你动了”。
7、小女孩2m/s的速度，追前面3m/s的小男孩，问小女孩能追上吗？我们可以通过速度相加或相减得出结果。3-2=1>0，所以追不上，以1m/s的相对速度，越落越远。小女孩相对于地面2m/s,相对于小男孩1m/s，参考物不同速度不同。可见在不同人看来，一个简单的问题，结果是不一样滴。
8、如果一切都这么简单，那我们日子也能舒舒服服的不同废那么多脑细胞。然而在十九世纪末，人们发现了一件奇怪的事情。光是一个特立独行的孩子，谁的话也不听，谁也影响不了它。它永远保持一个速度3×10^8m/s。无论是马路看来，小车看来，车上的人看来，还是小男孩，小女孩看来，它都是一个速度，它也不跟你相加或相减，一贯我行我素。
9、爱因斯坦知道了便说：“如果光速是绝对的，对谁来说都不变，那么我的时间就不是你的时间了”。听不懂？没关系，这次用动图翻译一下：一对双胞胎小女孩，她们都有一个“光钟”，这个光钟上下是镜子，一束光在里面弹来弹去，当光撞到底部时会发出“嘀”一声，撞到顶部会发出“嗒”一声，于是一个小女孩的光钟就这么嘀嗒嘀嗒的，在静止的地面走着。
10、另一个小女孩带着她的嘀嗒钟上了飞船，因为飞船是匀速的飞行，根据伽利略的相对性原理，所以无论是静止在地面上的光钟，还是飞船上的，它俩物理性质是一样的。然后地面上的小女孩就发现了一件她百思不得其解的事情，在她看来飞船上，光钟的光走的是斜线，她自己在地面上的钟却是直上直下的。
11、它俩走的路程却不一样，所以嘀嗒的节奏也不一样：
12、飞船上：嘀-------------------------嗒!
13、听声音都知道飞船上的钟走得慢。
14、有人肯定要说，飞船上的光子的速度，还掺杂着飞船的速度，它的速度应该快于光速（有静质量的物质无法超越光速），虽然路程长了，但速度也快了，所以嘀嗒声是一致的，应该分解一下，例如：
15、但是爱因斯坦说了，光速不变，光速是特立独行的，不会和任何速度叠加，光子走的路，就是靠自己的速度走的，斜线方向的速度就是纯光速3×10^8m/s，这就是光的特性。所以结论就是飞船上的时间走得慢，这种效应称为时间膨胀。您速度越快，时间就越慢，当小女孩回到地球，就会比地球上的小女孩年轻。
16、是不是做飞机，做高铁我就比别人年轻？
17、就像我开头提到的，早期人们认为地球就是平坦的，因为在古人的视野中，所观察到的地球曲率微不足道，除非用精密仪器。我们所认为的年轻，需要达到一个很快的速度才会出现明显的年轻，下图就是运动产生影响关系。在《狭义相对论》中有一个修正因子（洛伦兹因子），是用来修正高速运动时物体的性质及时间产生的变化，当修正因子约为1时，也就是不需要修正，所以在日常生活中，由于飞机、高铁、飞船速度都远远小于光速，所以微不足道的时间变慢，我们是无法感觉到的，就像我们感觉不到地球是圆的。
18、所谓相对时间变慢，就如同你的一生，对于别人来说是一部电影，电影的时长就是你的一生，当看到 *** 部分（高速运动），观察者发现你降慢了速度（时间流速慢），动作和嘀嗒钟一样迟缓，然而你的一生的长短对于自己来说还是那么长，因为电影的时长是不变的，你也可以理解为把一把格尺拉长了，虽然单位间隔变大了，但是尺子总长的示数并未改变。
19、还有很多人有这样的疑问，飞船相对地面匀速运动，地面小女孩看到船上光子走斜线，因为伽利略的相对性原理，地面也相对于船运动，那么飞船上的女孩看到地面上的光子也走的是斜线，她会发现地面的钟走得慢，它俩互相看，都发现对方走得慢，为什么飞船上小女孩回来就年轻了？
20、因为小女孩出发时和回来时落地时，飞船经历了加速和减速的过程，打破了相对性原理的对称性，改变了它的参照系，在飞船内部进行的加速和减速实验将表明，有些东西正在发生变化。如果要完全解释就涉及到更高阶的《广义相对论》等效原理，就是用来解决不对称的问题，由于篇幅，next time。
21、这个解是两个物理测量值的函数，即真空的介电常数（ε）与磁导率（μ），都是测量下的客观值，是常数，所以光速也是常数，是一个性质，是绝对的。除此外，迈克逊莫雷实验也证明了光速不变，这些都是1900年以前就证实了的事情。
三、光速,时间膨胀跟狭义相对论有什么关系
要搞清楚 t'＝t×√(1－v²/c²)这个公式的物理意义就明白了.
我们观察（或测量）事物靠的是光,光的特性就会对观察和测量产生影响.比如把一根直的木棍斜着伸进水里,我们会看到棍子变弯了.一个人离你越远,你看到他就变得越小.高速度运动的物体你看到的长度会变长,测量到的时间会变快.这些都是因为光的特性造成的.
那么你看到的情况是不是真实的呢?当然就是真实的,如果不相信眼睛,用照相机照下来量一下也是一样的.
但是有一点,看到的情况是什么样并不影响那个物体本身,比如看到伸进水中的棍子变弯了,和棍子无关,棍子还是直的,相反,要是看着是直的才是弯了.如果说没变弯,你用另一根棍子去探一下变弯了的棍子的位置就会发现,那个棍子的头确实在那个变弯了的地方.
近大远小是因为光的直线传播特性造成的,高速物体的尺寸变长和时间变快是光速不变的特性造成的.
但是我们平时不这样说,而说的是变短和变慢.为什么呢?因为我们以看到的情况作为参照防雨和参照时间了.
如果我们同样以看到的情况作为参照,就可以说远处的物体变大了,因为它确实比我们看到的要大.
上面图中表示的是,A系统相对O以v的速度运动.B是A系统上的一点.
当A运动到与O重合的时候,一光子从A射向B.
在A看来,光子的路程是ct',在O看来光子的路程则是ct,并且在t时间内A移动了vt的距离.
三个长度的关系是：(ct')²＋(vt)²＝(ct)²学过勾股定理的人都明白这个关系.
从上面的关系式解出t',就得到一个变换公式：t'＝t×√(1－v²/c²),其中的√(1－v²/c²)就叫作洛伦兹变换因子.
从上面的图上非常直观的就能看出,由于v很快,所以造成了O看到的ct要比ct'长.如果A相对O是静止的,即 vt＝0时ct和ct'就一样长了.
由于相对速度造成了在O上看到的ct要比A看到长,所以想知道在A上看到的是多长就要乘一个小于1的洛伦兹因子.但是无论v多快或多慢,ct'的长度是不变的,也就是说受速度影响的只是O观测的结果.相对的说就是高速运动的物体上的时间变得比测量值慢了.
这是相对的说法,其实是测量到的时间比高速运动的物体上的时间快了.
时间不会因为有人观测而改变.比如一个表不会因为有没有人看而改变转速.
就像一个人不会因为有没有人看他而改变大小一样.
如果说时间会因为有什么人在观测就改变快慢,那么设想一下：
以一个走路的人为参照物看地面的速度是1.3米/秒
以一辆汽车为参照物,看地面的速度是13米/秒
以一架飞机为参照物,地面的速度是130米/秒
以一颗炮弹为参照物,地面的速度是1300米/秒
以一个卫星为参照物,地面的速度是13000米/秒
以一颗流星为参照物,地面的速度是130000米/秒
其实地球的时间根本不在乎什么人以什么为参照物看它的时间有多快和多慢,它的时间只与它所在的位置的引力场强度有关.
F＝ma,这是学过物理的人都非常的公式.这个公式一变换下就得到了引力公式 a＝F/m,
这个公式表明,加速度是引力场强度（单位质量所受的引力）的值.
另一个速度的公式是 v＝at.表示一个物体静止开始加速运动,速度等于加速度乘时间.变一下就得到了 t＝v/a.这里要注意一点,v是什么?在物理学中,速度是两个物体相对距离变化快慢的一个物理量,对于一个物体来说,没有距离的问题,因此也不存在速度的问题.显然这里的v一定是一个相对任何物体都不会改变的速度,那就是光速.所以时间公式就是 t＝c/a.
前面说过加速度是引力场强度的值,所以,时间与引力场强度有关.
宇宙飞船上的时间会比地面上的慢了几分钟,原因是飞船发射和返回时强大的加速度造成的.并不是因为有人在测量它的时间造成的.
狭义相对论只解决了测量和被测系统的时间换算问题,并不是造成时间变慢的原因.否则,相对地面来说太空站的速度很高,时间会变慢,那相对另一颗卫星来说它的速度并不算太快,它的时间该如何变呢?
关于本次狭义相对论时间膨胀和相对论空间扭曲的问题分享到这里就结束了，如果解决了您的问题，我们非常高兴。
