大家好,时间膨胀公式相信很多的网友都不是很明白,包括光速时间膨胀计算公式也是一样,不过没有关系,接下来就来为大家分享关于时间膨胀公式和光速时间膨胀计算公式的一些知识点,大家可以关注收藏,免得下次来找不到哦,下面我们开始吧!
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一、引力时间膨胀效应
1、引力时间膨胀是爱因斯坦在考虑加速情况下的狭义相对论时间效应时得出的,他在提出广义相对论的基础——等效原理时就同时得到了的引力时间膨胀效应,比广义相对论引力场方程还早了8年。不过他定量化新的引力理论花了8年时间。
2、等效原理是指在局域下加速度和引力等价,无法区分。
3、之一个是狭义相对论的高速运动时间膨胀公式,第二个就是广义相对论的引力时间膨胀公式。两个公式是非常相像的,只有根号内几个项被置换了,实际上是把速度项v置换为√(2GM/r)。发现了吗?v=√(2GM/r),这等式是不是觉得很熟悉?这就是计算天体逃逸速度(第二宇宙速度)的公式。引力时间膨胀公式居然就这么简单就合成出来了_。
4、通过引力时间膨胀公式可以得出时间膨胀程度与质量的开方成正比,与半径的开方成反比。即天体质量越大,时间膨胀越大;半径越小,时间膨胀越大。
5、《星际穿越》里黑洞旁的星球的时间膨胀达到地球的6万倍(7×365×24=61320),并不是因为它离黑洞中心的半径小,而是那个黑洞实在太大了。按照电影的科学顾问基普·索恩的设计,那个黑洞的质量达到1亿倍太阳质量。所以虽然星球离黑洞中心的距离并不太近,但时间膨胀效应却非常显著,达到1小时相当于地球7年。
二、时间膨胀公式是什么
1、时间膨胀公式是T'=t/√ [1-(v/c)²】。
2、时间膨胀是一种物理现象:两个完全相同的时钟之中,拿着甲钟的人会发现乙钟比自己的走得慢。这现象常被说为是对方的钟“慢了下来”,但这种描述只会在观测者的参考系上才是正确的。
3、任何本地的时间(也就是位于同一个坐标系上的观测者所测量出的时间)都以同一个速度前进。时间膨胀效应适用于任何解释时间速度变化的过程。
4、在狭义相对论中,所有相对于一个惯性系统移动的时钟都会走得较慢,而这一效应已由洛伦兹变换精确地描述出来。
5、在广义相对论中,在引力场中拥有较低势能的时钟都走得较慢。这种引力时间膨胀效应在本条目中只会被略略带过,在主条目中会有更详细的讨论。
6、狭义相对论中,时间膨胀效应是相互性的:从任一个时钟观测,都是对方的时钟走慢了(当然我们假定两者相互的运动的等速均匀的,两者在观测对方时都没有加速度)。
7、相反,引力时间膨胀却不是相互性的:塔顶的观测者觉得地面的时钟走慢了,而地面的观测者觉得塔顶的时钟走快了。引力时间膨胀效应对于每个观测者都是一样的,膨胀与引力场的强弱与观察者所处的位置都有关系。
三、狭义相对论中(时间膨胀公式)怎么得出的原理
狭义相对论,是通过计算得出的时间膨胀,没有原理解释.
如果一个钟,以0.5倍声速从原点远去,我们会听到什么现象呢?
一秒钟时,它距离原点0.5声秒距离报1秒,但这个事件我们在原点听见,需要再过0.5秒,于是我们发现,在本地钟1.5秒时,远处的钟报1秒,本地钟3秒时,远离的钟报2秒,也就是我们在忽略测量时间时,误以为远去的钟慢了。而且速度越快,钟慢得越厉害。
四、如何计算宇宙随时间膨胀的速度
关于宇宙是如何开始的,宇宙大爆炸理论是主要解释方式。如果用一句简单的话来表述:宇宙是从一个小的奇点开始,而后经过138亿年的时间,慢慢膨胀成我们现在看到的宇宙。对于宇宙大爆炸理论的理解,我们主要是通过数学公式和模型,然后通过宇宙微波背景看到扩张的“回声”。但是,也有一些理论家认为有其他可能的解释。
根据一项新的研究结果来看,宇宙的实际扩张速度和我们之前所预期的并不一致,这同时也意味着:一些新的物理学内容,需要天文学家们纳入关于宇宙运作的相关理论中。修订之后的宇宙扩张速度,比之前大爆炸后不久所观测到的宇宙轨迹预测速度要快10%左右。
这项研究也将这种差异是巧合的可能性降低了,从三千分之一到十万分之一,这种错配正在持续增长,现阶段已发展到不能视为侥幸的情况。Riess是2011年的诺贝尔物理学奖获得者,早在20世纪90年后期,就曾表示宇宙的扩张速度正在增长。虽然目前还没弄清到底是什么促成了这样让人意外的加速,即使很多天文学家由此引用了一种叫做暗能量的神秘物质。
CMB(宇宙微波背景)的辐射充满了整个宇宙,它们可以在各个方向被探测到。CMB辐射告诉我们宇宙的年龄和构成,并提出必须回答的新问题。我们肉眼是无法看到微波的,需要通过仪器去观察。宇宙在大爆炸之后不久形成,CMB代表着能检测出的最早辐射,天文学家们把CMB形容成看到阳光穿透阴云密布的天空。
在CMB辐射的全天空图像中,北半球没有南半球那么红,南半球看着更暖和一些。当眺望深空,进而深入时间。电文学家们看到了CMB辐射的饱和空间,开始于大爆炸后约378000年。宇宙在创建CMB之前,是一个热而密集且不透明的等离子体,这里包含了能量和物质。处在这个空间的光子也无法实现自由移动。所以,并没有光可以从这些早期的光中逃脱出来。
想要计算出宇宙随着时间膨胀的速度,天文学家们的计算需要涉及到三个基本步骤,然后得出一个被称为哈勃常数的值,这些步骤的终极目是建立一个强大的“宇宙距离阶梯”。测量附近星系的准确距离是首先需要进行的步骤,然后以此类推的移动到更远的星系。
这个“阶梯”可以对不同类型的天文物体进行一系列测量,因为具有固定的亮度,所以研究人员可以通过它计算得出距离值。在这项研究中,Riess和同事们通过哈勃太空望远镜研究了大麦哲伦星云(银河系卫星星系之一的LMC)中的70颗造父变星。它们会以可预测的速率变亮和变暗,从而让天文学家们可以计算出距离。
变星并不止一种,但对于测量哈勃常数最有用的只有一种,那就是恒星变量。这些特殊的恒星一般会在1到100天的时间范围里改变自己的光速,在这之中,Polaris是这一组中最特别的成员之一。天文学家们正是通过测量恒星的光速变化来测量这些恒星。
但是,造父变星并不是适合用来测量宇宙的距离,它们往往位于尘土飞扬的区域,因为从我们的角度看来非常微弱,所以在较远的区域很难发现。后来,其他技术出现了补充造父变星测量,比如Tully-Fisher关系,就是螺旋星系的光速和其旋转速度之间的相关性。当知道漩涡星系的旋转速度之后,就可以判断它的内在亮度。
额外的距离测量提高了内在亮度的理解
Araucaria项目的观察也被Riess和他的团队纳入参考,这个项目涉及范围较广,包括欧洲、美国和智利的多位研究成员,除了这个项目本身以外,同时还研究了各种LMC双星系统,也由此观察到,当一颗恒星在邻居面前经过时会发生变暗的现象。这个发现提供了额外的距离测量 *** ,为团队对造父变星内在的亮度理解提供了很大的帮助。
为了计算出宇宙当前的膨胀率,即哈勃常数,科学家们利用了所有能用到的相关信息:每兆比约为74.03公里(46英里),一个百万分之一大约等于326万光年。对于这个数字的不确定性,研究员表示仅为1.9%。从2001年的约10%和2009年的5%下降,这也是到目前为止,通过这样的 *** 计算得出的更低不确定性值。
这是不同的实验结果和根本不同的测量
Riess表示,这并不是表面看上去那么简单,并不仅仅是两个不同的实验结果。因为,我们正在测量的本就是根本不同的东西。就像我们现在看到的这样,一个是在衡量宇宙当前的扩张速度;而另一个则是基于早期宇宙物理学的预测基础之上,以及它理论上应该在多大的程度上进行扩展测量。如果这些无法统一观点,那么就很可能在连接两个时代的宇宙模型中遗漏一些重要的东西。
哈勃是一位专门研究距离我们遥远星系的美国天文学家,这个常数首先便是由Edwin Hubble(哈勃太空望远镜的同名)提出来的。哈勃的初步计算经过这么多年的科学进步得到了很大的改进,所用到的敏感望远镜也越来越多,这其中就包括盖亚和哈勃望远镜,以及其他根据测量推断出恒定值的望远镜。宇宙中的恒定的背景温度(宇宙微波背景),有时候也被称为宇宙大爆炸的“余晖”。
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