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25
12月

运动中的物体长度真的会变短吗?是的,不过这种变短是相对而言的

作者: 抖音段子手
分类: 抖音故事
发布时间: 2020-12-25 11:00

运动中的物体在运动方向上的长度会缩短,这是狭义相对论所提出的一个概念,这是一个不需要用实验去证实,却又可以肯定其存在的物理现象。这就是尺缩效应。

而提到尺缩效应,就不能不提钟慢效应。尺缩效应所讲的是匀速运动状态下物体的空间变化,而钟慢效应所讲的则是匀速运动状态下物体的时间变化,也就是匀速运动的物体时间会变慢。一个代表空间,一个代表时间,而空间和时间是密不可分的一个整体,二者皆不能抛弃对方而独立存在。从这个角度来讲,钟慢效应和尺缩效应实际上说的是一回事。

匀速运动的物体在运动方向上的长度会变短,但垂直方向上的长度却不会增加。

举个例子,我们的面前有一块长方形蛋糕,如果我么对蛋糕的头尾进行挤压,蛋糕的长度就会缩短,与此同时,蛋糕的高度会增加,这是因为柔软的蛋糕受到挤压后向上隆起。

但尺缩效应完全不是这么一回事,运动中的物体虽然长度缩短了,但并没有变高,也就是说只是密度增加了而已。所谓耳听为虚眼见为实,如此奇特的现象只有经过了实验的验证才能够让人信服,可尺缩效应偏偏没有进行过实验,也无法进行实验。

长度是什么?长度就是一个物体左右两端所标示的空间位置。

要测量运动中物体的长度并不是一件难事,难点在于低速运动所带来的长度变化不易察觉,要让长度的变化达到可以测量的水平,我们需要将物体的运动速度加速到光速的十分之一,也就是每秒3万公里。

这也不难,最难的点在于我们不能使用微观粒子,因为我们要测量长度,所以必须要使用一个宏观物体来进行加速,而要将一个宏观物体加速到光速的十分之一,很难做到。尽管我们无法通过实验来证明尺缩效应的存在,但我们仍然可以确信这种长度的变化是存在的。

原因就在于上面所提到的钟慢效应。

钟慢效应是可以进行实验,并且已经经过了无数实验所证实的现象。

因为钟慢效应测量的是时间,所以不需要宏观物体,只需要一种μ子便可以完成实验。那么为什么钟慢效应被证实就能够同时证明尺缩效应的存在呢?因为时间和空间是不可分割的一个整体,统称为时空,运动所引起的时间上的变化必然会在空间上产生同样的反应,也就是说时间变慢,空间必然变短。从数学角度来说,两者存在依存关系,只能是同时存在或同时不存在,不可能出现钟慢效应存在而尺缩效应不存在的情况。

有一点需要注意,尺缩效应是相对论中所提及的概念,所以尺缩效应本身也是一个相对概念。

也就是说运动中的物体长度的缩短是相对于不同参考系而言的。

?比如一个物体在运动,而我们静止观察,那么相对我们而言,这个物体的长度就会收缩。而如果我们与物体同步运动,那么我们所观察到的物体长度则不变。所以,无论是尺缩效应所讲的物体长度变短,还是钟慢效应中所体积的匀速运动的物体时间变慢,都是相对于某一参考系而言的,是一种相对概念,而并非实际上的长度真的变短或者时间真的变慢。

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