Re: [閒聊] 相對論裡面沒有時間的概念..how!?
※ 引述《Dodoroiscute (再想想)》之銘言：
: 我最近在看一本科普的書
: 沙灘上的相對論
: 書中好像提到愛因斯坦的相對論當中是沒有"時間"的概念
: 我還是不太懂 為何時間的概念會不存在
:
小弟最近在讀霍金的書 --- "The Grand Design"
所以看到這篇文章讓我想分享一下我在看完這本書在相對論部分的講述後的理解
若有任何問題歡迎各位提點討論
那正文如下
愛因斯坦的相對論起因於馬克斯威爾方程式
在馬克斯威爾方程式中得出了電磁波波速為一個常數 (也就是光速)
但這時候問題來了
馬克斯威爾方程式得出來的電磁波波速是相對於誰而言?
就如同車子以時速六十公里相對於地面前進
那光是以 c 速度相對於 XX 前進
這個 XX 是什麼介質呢?
也因此科學家當時假設了"以太"這一介質
但後來愛因斯坦做了一個假設
他假設光速對於整個宇宙的觀察者來說都是同一個常數
意思就是光速並非相對誰而言是這個速度
而是它對於不論誰來說都是這個速度
而在這樣的假設下會有什麼問題
我們用下面這個例子來說明
https://reurl.cc/d5N8pV
有一個相對於觀察者 B 而言向前以 v 速度移動的物體
(v 小於光速)
上面有一個觀察者 A
有一光束從物體的尾端與 A 相離 d1 的距離向 A 發射
對於 B 來說光速是 c 在向 A 前進
雖然光在前進時物體也在前進
但因為物體前進的速度小於光速所以光終將追上 A
我們設 B 看到光追上 A 需經歷 T_B 的時間
所以可以光走的距離為 c * T_B
這段距離也同時等於 d1 + v * T_B
所以可以知道 T_B = d1 / (c - v)
而對於 A 來說我們設光經歷了 T_A 的時間追上 A
同樣的對 A 來說光以 c 的速度朝他前進
而對於 A 來說光要追上他的距離為 d1 = c * T_A
也就是說 T_A = d1 / c
我們可以看到 T_B > T_A
意思是 B 看到"光追上 A 的時間"比 A 看到"光追上 A 的時間"長
兩個觀察者都是在觀察相同的物理過程
卻對時間上的認知出現了差異
當 A 被光追上之後便從物體上下來找 B
我們可以設想有以下對話
A 會向 B 說
"嘿 我剛剛看到光 2 秒鐘就追上我了
我在物體上面待了 2 秒鐘"
B 會說
"我看到你已經在物體上面待了 10 秒鐘了"
B 過的時間變快了
在假設光速對於任何觀察者都為同一常數的情況下
時間也成為相對的
不再是絕對的 "你的一秒就是我的一秒"
就如同對於每個觀察者而言都有他相對的空間座標
對於每個觀察者也有自己的時間座標
所以不再是單獨的時間的概念
而是與空間合為 "時空" 的概念
所以這邊你所述的時間的概念
我想指的是絕對時間座標的概念
就像不會有絕對的空間座標的概念一樣吧
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