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1 # 竹頂天
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2 # 科學聯盟
這是狹義相對論的結論,但是問主說的話並不準確:不是質量增加,是動質量增加。愛因斯坦曾建議只引入靜止質量(也就是說,把靜止質量定義為物質的質量)而不考慮動質量,如果是這樣,就沒有質量增加這一說了。
我在這裡簡單解釋一下為什麼出現動質量增加這種情況。考慮一個質點,在靜止參考系裡,因為內部原因導致它分裂為完全相同的兩塊,為了簡單起見,假定它們都是慣性運動。因此我們可以發現,這兩塊質量相同,速度也相同(靜止參考系下)。以其中一塊為參考系記為S系,這時候發現分裂的兩塊不能保持質量相同。下面推導所謂的質速關係。
這裡的m是S系下,另一塊的質量,v是靜止參考系下分裂兩塊的速率;M是S系原來質點的質量。明顯M不能等於2m。但是按照質量守恆應該有
這樣消去M,並令
這樣就得到了質速關係
現在我來解釋一下,這個式子的物理意義。這個式子應該這樣理解:在靜止參考系看一個作慣性運動的質點,測得其速度為u,質量為m,那麼在質點自己測量自己的質量m0與m滿足上述關係。那麼能不能將之理解為"靜止質量為m0的質點被加速到u時,其質量變為m"?這裡我們沒有證明加速運動的質點是否還滿足此關係,因此這種說法尚待考證。現在我們來試著推導一下非慣性系的質速關係。
考察最簡單的情況——勻加速情形。為此,我們引入4-速度的概念(注:下面的希臘字母的取值為0,1,2,3,拉丁字母的指標代表1,2,3,並取愛因斯坦求和約定——乘積中指標重複表示對其求和)
這裡的X表示4-位移,它和3-位移x的關係是(為了方便,下面把光速c一律取為1)
相應地有四加速度
這裡ds是世界線的線元,它是相對論不變數。可以證明4-速度的平方是常數(我們把度規取為diag(-1,1,1,1),所以導致該常數等於-1),所以進一步得4-速度與4-加速度是正交的
這兩個結論可以推廣到廣義相對論。
4-加速度平方不為0,表明該質點在做加速運動,而且我們也知道4-加速度的平方具有相對論協變性(即座標變換不改變其值,證明很簡單,故略去)。那麼,以4-加速度平方為定值來定義勻加速運動。由此計算出速度v為
這裡可以檢查當s趨近無窮大的時候,v=1;當s趨近於0的時候,v=as。這表明這個式子是合理的。代入4-速度表示式,對s積分即可求出世界線方程。可以證明以下結論:
這說明恆定加速的質點,其世界線是雙曲線一支的一半。當s趨於0,可以發現其世界線退化為拋物線,且與牛頓力學的結果一致。可以發現這裡定義的a(也就是4-加速度平方的絕對值的算術平方根)居然與牛頓力學裡面的加速度一致!這說明,我們的定義沒有問題!
現在我們來考慮這個過程的功能關係
按照經典力學的方法,將外力對位移積分即可得到力所做的功,那麼我們有
這裡要強調,狹義相對論的牛頓第二定律要求我們只能用靜止質量乘上4-加速度來定義4-力,否則相對論協變性不能保證。而用4-力的空間分量對3-位移(注意它和4-位移的關係)積分便是功。接著便得到了這樣的結果
注意我們這裡得到的是質-能-速關係,而不是質速關係。所以對於非慣性系的時候,我們不能說質量在增加,只能說能量在增加(因為外界做功,這一點很好理解)。但是如果我們不分概念地就把前面的質速關係搬過來,我們會發現好像有動質量增加的情況,這一點就是因為我們不分概念造成的。這就是愛因斯坦當初為何要我們放棄動質量的概念。不過,我強調一點,放棄動質量,就等於放棄質量守恆定律的普適性——質量守恆只對亞光速粒子成立,一旦考慮光子,這條定律就失效了。
最後一個問題,對於三維空間的體積而言,並不是相對論不變的。這個原因很簡單,因為相對論具有長度收縮,所以三維體積是隨速度改變的。但是對於四維時空的體積,那它是相對論不變的,因為時間膨脹和抵消空間的收縮。
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3 # 孤猴78345271
原創思想,愛氏的相對論的所謂,速度越大,質量越大完全違背宇宙的實在,在宇宙中的無數個引力系統中(如太陽系),速度增加,導致動能增加,動能增加以消耗引力勢能作為代價,等效於引力質量的減少。這與能量守恆相符,而愛氏的上述結論則背離能量守恆定律。
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4 # aiyxer
狹義相對論裡的“質量”和我們平常所說的“質量”不是一個東西,平常我們所說的質量在狹義相對論裡叫做靜質量。而狹義相對論所關心的“質量”,叫做動質量,根據公式表達,速度增大,動質量增大但是靜質量不變,就好比,你由靜止狀態開始走路了,你說體重和體積變了麼,增加的是動質量
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5 # 打鍋問底
是愛因斯坦把他的質能方程式的表示式“光子靜止質量為零,能量為零”,既E。=m。c²表達錯誤了,應是光子靜止光速為零,能量為零,既E。=mc。² ,這才是正確的表示式。
兩種表達方式一零之差,可是天壤之別,他人為的把物質質量隨速度隨意增減,卻把後人的思維拐入死衚衕,以至於以後的推論計算方式一錯到底。
所以說物體速度越大,質量越大,根本就是謬論。
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6 # 幸福幸福1
物質是沒有重量的,引力付於物質重量,引力來自不同的天體的引力場,每個天體運動的速度是不一樣的引力大小也不一樣,而且每個天體的引力場會互相干擾,物質其實就是能量,所有物質都能轉化成能量,也可以說物質是能量轉化而來的。恆星透過核聚變產生不同元素,也可以透過裂變讓元素還原,我們只知道聚變的星球,沒有裂變的星球,不管是核聚變還是核裂變都會產生大量的輻射能量,宇宙不停擴充套件就是能量不停輻射的結果,元素產生了就不能還原了,理論上可以,所謂的時空就是物質的演變過程,理論上是可以逆變,但實際上是不可還原的。
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7 # 天地不容的存在
舉個例子,你騎腳踏車的時候想要騎的越來越快肯定得越來越用力踩車才行。如果你想要達到光速,需要的力氣是無限大的。。。實際上不是質量變大,而是需要的能量持續變大。。。
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8 # 解開宇宙奧秘的接班人
原理不是跟地球上空氣阻力一樣道理嗎,宇宙空間其實是存在一大群看不見的微粒子,宇宙空間不是絕對真空的,也屬於宇宙物質組成的一個部分,只不過那些粒子非常小,現在人類叫真空,其實這個名稱要改一改,不能叫真空,應該叫空間微粒子,很多科學家老是疑問宇宙缺失了很大部分的物質,空間就是了,
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9 # 向左向右21497807
其實宇宙真空並非真空,而是存在我們發現不了的暗物質和暗能量,物體速度越快受到的暗物質和暗能量的“阻力”就越大,其實並非質量增加,而是由於我們目前探測不到的暗物質和暗能量,而暗物質和暗能量對物質的阻力卻又小到很難被測量到,就比如說探測“引力波”一樣,物體與物體互繞就存在非常微弱的引力波,但只有在黑洞合併時產生的引力波強度才能被目前的探測能力探測到,另外引力波被探測到也佐證了宇宙並非真空。以上個人瞎猜想而已,仁者見仁智者見智。
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10 # 家trust園
這本來就是錯誤的理論,愛因斯坦如果沒有一點的錯誤,你覺得正常嗎?速度越大能量越大,質量不變,一顆子彈即便光速本身的質量不會改變,攜帶的能量很大並不是本身自有能量!
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物體分內部速度和外部速度,外部速度越大,假如外部速度越大,內部速度就越慢,所以內部質量間互相作用力就會增大,這樣物體質量就增加了,體積應該變小了