如何解决关于相对论的一个思想实验？ 第1页
1
andrew-shen-29 网友的相关建议:
这是一个经典的佯谬. 主流的观点是: 车会掉进坑里. 涉及到的原因是同时的相对性以及狭义相对论中的刚体. 其实狭义相对论中大部分佯谬都是来源于没有正确地理解同时的相对性或者狭义相对论中的刚体.
设坑所在系为, 车所在的系为, 两系的相对速度为. 建立坐标系如图(a)所示. 为了避免车会以坑的左边缘为支点进行旋转而翻倒, 我们假定坑上有一个陷阱门. 当系的人看见车完全进入坑中时, 他打开开关让车自由落体.
首先狭义相对论中没有绝对的刚体, 任何相互作用的传递都需要时间. 因此我们必须要一段一段考虑车. 车之所以会掉进坑里, 是因为虽然打开陷阱门后, 在系中车各部分同时受到重力的作用开始下坠, 但在系中车并非同时受到重力的作用, 因此车会弯曲成抛物线. 下面论证这一点:
设点为车的前底端, 在两系的公共事件, 为陷阱门打开点开始下落. 在系中的时刻陷阱门打开. 考虑点在系中的位置, 有
根据 Lorentz 变换, 在系中, 有
这说明车会以一条抛物线的形状弯曲. 的结果画图看:
因此车前端最终会撞到坑的内壁从而无法越过坑. 如图(b)所示.
最早提出并解决这个佯谬的是 Rindler, 这里的回答基本上翻译自他最原始的文章:
Length Contraction Paradox.
1
相关话题
甲烷的熔点为啥大于硅烷？按照分子化合物理论，不应该是相对分子质量大的熔沸点高吗？对于某些特殊介质下的声速，我们需要考虑相对论效应吗？对于频率很高的声波，需要考虑量子效应吗？
可控核聚变的实现难点是什么？
人类有哪些大科学装置？我国又有哪些？
拿一把一原子核厚度的刀砍人手臂或头部会否有伤害？
一个人如果可以操纵四大基本力该有多强？
热力学定律有可能被打破吗？
特斯拉汽车能够在中国普及吗？重点难点在哪？
在现实生活中，一个力大无穷的人可以徒手撕鬼子麽？
为什么可以用两种颜色混合出新颜色？
下一个讨论
如何看待ASP.NET 5 is dead?
相关的话题
人会被高压电「吸」过去吗？飞机的轮胎为什么能承载如此大的质量？
狭义相对论把经典力学推翻了吗?
如何用意大利面造桥使其最坚固？
如果物理学出现了大的漏洞该怎么办？
科学家最初是如何测出光速的具体数值的？
量子力学的基本理论是什么？
如何看待中科院物理所近期关于时空的科普文章？内容是否科学？
科学可能是偶然的吗？
音速能否逼近光速？
如果人的能量是可见的 那负能量会是什么颜色？
如何准确理解或翻译 meta- 这个词头？
狭义相对论把经典力学推翻了吗?
国内高能物理哪里比较好？
引力透镜效应会不会使致密星看上去比实际上要大，如何计算？
为什么新生的汽车厂商都选择纯电动作为汽车动力源？
如何向民科解释地球不是永动机?
为什么加速度使时间变慢？
如何看待MIT SPARC聚变堆能量输入至少可以到10倍，理论和简单原型测试已经通过，论文即将发表？
超光速飞船对于人类文明有多大意义？
为什么人眼选择了 390nm~700nm 作为自己的感光范围？
游戏《赛博朋克 2077》中的「超级摩天楼」为什么要设计成头重脚轻的形状？这样符合物理规律吗？
为什么现在能直接用肉眼看到的星星越来越少了？
刘慈欣在《三体》中为什么不待见托卡马克装置？
如何理解「数学中可行的在物理学中并不一定可行，反之亦然」？
如何利用拉式方程或者变分法导出悬链线方程？
现阶段人类世界所能制造出来的最具威力武器是什么？
物理学还会有划时代意义的突破吗?
物理学史上最打脸的是谁?
为什么火箭可以竖直发射而不会歪掉？