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  • 1 # 使用者2458114238191884

    從對自然現象的描述上說,地心說與日心說沒有本質的區別,僅僅是參照系不同。但是,對造成這些現象的原因解釋則不同。我們說地心說是錯誤的不是因為參照系的問題,是因為它對宇宙的描述模型是錯誤的。

    這就像:是萬有引力使東西往下掉,是上帝讓東西往下掉,兩種說法中,東西往下掉沒有衝突,衝突的是往下掉的原因。

    地心說認為宇宙是一個以地球為中心的天球模型,不同的天體在不同的球層上運動,月亮、太陽及太陽系中的其他行星分別在不同的天球層上以一種不可思議的軌道和規律運動,遙遠的星系則是在最外層的天球層上固定不動的星星。地心說無法解釋在地球上觀測到的行星的運動規律,更不能與力的作用相關聯。

    日心說是在科學發展過程中,儀器裝置(比如望遠鏡等)有了突破後產生的新理論,日心說推翻了地心說的天球模型,它解釋了地球上觀測到的行星的軌跡,同時也解釋了其他行星與衛星之間的關係。

    直到萬有引力的發現,人們才真正瞭解了天體之間的相對運動關係是力的作用結果。

    但是到了相對論,這一切又發生了變化。

    相對論是一種哲學思想,認為世界上乃至整個宇宙中不存在絕對的事物,一切都是相對的。沒有快就無所謂慢,沒有高就無所謂矮,沒有正就無所謂反,沒有大就無所謂小。

    把這種哲學思想與物理學相結合就是相對論物理學。平時我們所說的相對論,就是相對論物理學的代名詞。

    在相對論物理學中,一切遵循著相對性的原則。假如有AB兩個相對運動的系統,A看B以多快的速度運動,則B看A也同樣以多快的速度運動。沒有了B,A就不存在速度的問題,同樣沒有了A,B的速度也是沒意義的。因此,速度、加速度、質量、時間、尺度等物理概念也就發生了變化。

    宇宙中無法找到一個絕對靜止的參照物,因此任何兩個物體之間的關係只與那特定的兩個物體相關,與第三者無關。

    我們舉一個最普通的例子:假設一個人坐在椅子上看書,他相對椅子是靜止的。

    相對旁邊一個走路的人來說,他的速度是1.3米/秒

    相對路上開的一輛汽車來說,他的速度是13米/秒

    相對一架正起飛的飛機來說,他的速度是130米/秒

    相對一個飛行中的炮彈來說,他的速度是1300米/秒

    相對某一個宇宙空間站來說,他的速度是13000米/秒

    相對偶然掠過的某流星來說,他的速度是130000米/秒

    ……

    他自己依然是自己,但是他卻有著無數的相對速度。因此,就一個物體來說,速度是沒任何意義的量。

    再比如:假設宇宙中只有兩個天體(或者我們只看兩個天體之間的關係,不考慮其他天體的影響),A天體由於引力與B末體發生接近的趨勢,相對的看,加速度是相同的,引力的大小也是相同的,但是A、B的質量並不相同。緣何相同的力對不同質量的物體產生的加速度是相同的呢,唯一的解釋就是不同質量的參照系的時空發生了改變。就是說,A看到B的加速度是以A的時空體系為標準的,B看到的A的加速度則是以B的時空體系為標準的。不同質量的天體,時空體系不同。

    我們以地球為參照系的時候,我們用的一切標準都是以地球為靜止時所得到的標準,這些標準和物理體系,不能用來代替把地球看作運動物體時的標準。

    當火車上的人向前進方向射出一顆子彈時,地面上的人看到的子彈速度是以地面上的人靜止時的標準衡量出來的速度,而火車上的人看到的子彈速度則是以火車上的人為靜止時的標準衡量出來的速度,兩個速度不存在直接的加減關係。

    洛倫茲變換,為了解決不同參照系下互相觀測的結果的統一問題,相對論中引入了洛倫茲變換。洛倫茲變換是洛倫茲試圖解釋“麥克爾遜-莫雷實”驗為什麼測量不到光速變化時進行的一個推導,但是洛倫茲及當時的許多物理學家並沒有重視這個結果,認為僅僅是某種特例。

    但是,這一變換正好表達了在不同相對速度下兩慣性系互相觀測到的時間的變換關係。在愛因斯坦創立相對論時,這個變換關係被引入到狹義相對論的公式中,稱作相對論因子。

    簡單的說,相對論物理學就是在以地球為靜止參照系基礎上得到的經典物理學理論的基礎上,透過某些相對性變換,把經典物理學成果運動到更廣闊的宇宙空間中的物理表達的一門現代物理學理論。

    現在回到你的問題:

    1、在宇宙中,兩個天體之間不存在可測量到的力,比如人造衛星以一定速度繞在心運動,離心力與地心引力剛好相互抵消,因而在衛星上感覺不到任何力的作用。同樣的,地球在繞太陽運動,在地球上,感覺不到來自太陽的引力。這與物體不受力就不會改變運動狀態的經典理論並不矛盾,因為地球繞太陽運動就是在隨時改變著運動狀態,但是這是站在太陽的角度上說的。在地球上看,地球沒受力卻不斷改變著運動方向。但是經典這已經被證明是正確的,那麼讓地球改變運動方向的原因是什麼呢?地球沒受力,運動方向自然不應該改變,造成太陽觀測到的地球運動方向改變的原因是太陽周圍的空間是彎曲的。而地球自身的感覺是沒受任何力,一直在保持著勻速直線運動。

    2、我們在高速的繞地心運動,但是以地球看,對我們的引力大於繞地心運動的慣性力(離心力),因此,我們應該向地心作加速度運動,而地表的支撐力阻止了我們向地心作加速度運動的趨勢,這就是我們感覺到的地面支撐力。

    3、作用力是相互的,太陽對地球的引力等於地面對太陽的引力,但是由於地球與太陽的質量不同,各自所處的時空彎曲度不同,因此,雖然質量不同,地球與太陽相互看到的對方的加速度是一樣的。

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