小慕看世界 說起愛因斯坦和他的相對論,可謂無人不知無人不曉。 可是,相對論到底講了些什麼,恐怕有的朋友就不清楚了。 首先來幾個名詞解釋,看不懂沒關係,後面有通俗的說法。 狹義相對論:關於不存在引力的時空的理論 廣義相對論:關於存在引力的時空的理論,如地球附近的時空 固有時:某一物體自身經歷的時間,稱為其固有時。 該物體隨身攜帶的鐘所計的時間等於就固有時。 相對論告訴我們,時間不是絕對的,對於每個物體都是不同的,所以需要區分不同物體的固有時。 通俗來說,相對論描述的是時空和引力。 比如,物體速度越快那麼它的時鐘就會越慢;大質量的物體會造成空間扭曲,等等。 經常有朋友問,相對論這麼高深的東西,聽都聽不懂,也沒有實際意義,因為生活中根本用不著。 這麼想的話可就大錯特錯了,相對論的應用早已普及到了我們生活中,只是大家平常不關注這些,因此不瞭解。 比如我們熟知的GPS導航,就用到了相對論的理論知識。 如果沒有相對論,那麼我們開車時就不能GPS定位了,手機導航也就沒有用了。 GPS必須使用衛星定位,這些衛星繞地球飛行的速度達14000千米每小時。 根據狹義相對論,當物體運動時,時間會變慢。 而且物體運動越快,它的時鐘就會越慢。 衛星由於離地面較遠,它的線速度要比地面快(地球本身也在自轉,地面有一定的線速度)。 因此在地球上看太空中的GPS衛星,那麼衛星攜帶的時鐘要會走得比較慢,透過狹義相對論的公式,可以計算出這個差值,衛星的時鐘比起地面,每天慢大約7微秒。 GPS衛星位於距離地面大約2萬千米的太空中。 根據廣義相對論,質量的存在會造成時空的彎曲,質量越大、距離越近,就彎曲得越厲害,時間也會越慢。 受地球質量的影響,在地球表面的時空要比GPS衛星所在的時空更加彎曲。 當然這個彎曲程度很小很小,我們日常生活中感覺不到,但是在高精度計算時則必須考慮這個彎曲程度。 這樣,從地球上看,GPS衛星上的時鐘就要走得比較快,用廣義相對論的公式可以計算出,每天快大約45微秒。 因此,在同時考慮了狹義相對論和廣義相對論後,GPS衛星時鐘每天比地面還要快上大約38微秒。 38微秒似乎微不足道,但是, GPS系統需要達到的時間精度是納秒級的(38微秒等於38000納秒)。 因此,這38微秒的誤差就非常可觀了。 如果不校正的話,GPS系統每天將會累積大約10千米的定位誤差。 這時,就必須用相對論來進行校正,消除這個誤差。 這下知道相對論的厲害了吧!趕快用小本本記下來,以後別和人談起相對論時,就可以活用這個例子,瞬間裝個逼有木有!哈哈~ 《相對論沒有用?告訴你,相對論的應用就在我們身邊》完,請繼續朗讀精采文章。 喜歡 科學報 cn-n.net,請記得按讚、收藏及分享。
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相對論沒有用?告訴你,相對論的應用就在我們身邊
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