在飛行中,從較高的巡航速度減速到較低的進近速度,隨著速度下降率的持續增加,我們會產生一種減速感,這是減速感中的一種。一旦減速率穩定下來、恆定不變,這種感覺就變成一種以穩定的速度“懸”在那裡的感覺——即使仍然在減速,也不再有速度降低感覺(甚至不再有速度存在的感覺)。更具欺騙性的是,如果細微操作使減速率持續降低,即使飛機仍在減速(但減速率在下降),這種感覺也會變成加速。
上述感覺完全符合愛因斯坦的廣義相對論。事實上,你已親身體驗了所謂的“等效原理”!等效原理指出,觀測者無法區分出一個區域性區域(frame)所處的恆定加速(或減速)狀態還是因為受外力作用還是因為處在自由落體狀態。繞地球旋轉的飛機就是物理學家所說的區域性區域,它是一個盒子,或者說是一個有利觀察點。“自由落體”的區域性區域是指沒有外力作用。因此,如果你從飛機上跳下來,你處於“自由落體”狀態,而宇航員進入太空時是失重的,儘管這兩個區域性區域都受到重力的作用;這是因為在跳傘者或宇航員的尺度上,重力產生了大致恆定的加速度,從而造成了失重的錯覺。根據等效原理,當加速度恆定時,你的飛機相當於一個自由落體的區域性區域——這就是為什麼你這時感覺不到自己在移動。
一旦加速度不再恆定,你就不再處於自由下落的狀態,取而代之的是一種加速或減速的感覺。你的感覺並不取決於你相對於地球的加速度,而取決於你相對於飛機的加速度。所以,如果你的減速率在下降,你會有一種加速感而不是減速感,儀表盤上的示數是相對於地球的,而不是飛機之前的加速度。
這種對加速感或減速感的誤解是否可能類似於對膨脹宇宙的測量的曲解?舉個例子,當宇宙的密度隨著膨脹而降低,稀釋了重力的影響時,膨脹的速度繼續被重力減慢,但減速率卻在不斷降低,從而產生相對膨脹的錯覺。換言之,最近所有關於宇宙膨脹速度加速的討論,是否有可能是膨脹減速率不斷下降所造成的錯覺?
不幸的是,膨脹的宇宙不能用如此簡單的理論來理解。等效原理只適用於外力作用產生恆定加速度的區域性區域。這個要求實際上限制了力場中自由下落區域性區域的尺寸。宇宙的不同部分受力並不相同,因此通常也不會處於同一個自由下落的區域性區域中。同樣,等效原理適用於因外力而產生加速度的區域性區域,即來自該區域外部的力。但是,當人們談論宇宙時,並不存在“外部”;因此,宇宙膨脹必須由宇宙本身及其內部的結構來決定。
相關知識
宇宙加速膨脹是宇宙的膨脹速度越來越快的現象。以天文學術語來說,就是宇宙標度因子 a(t) 的二次導數是正值,這意味著星系遠離地球的速度,隨著時間演進,應該會持續地增快。這速度是哈勃定律裡所提到的退行速度。於1998年觀測Ia超新星得到的資料,提示宇宙的膨脹速度正在加快。
加速度是物理學中的一個物理量,是一個向量,主要應用於經典物理當中,一般用字母{\displaystyle \mathbf {a} }表示,在國際單位制中的單位為米每二次方秒({\displaystyle \mathrm {m/s^{2}} })。
加速度是速度向量對於時間的變化率,描述速度的方向和大小變化的快慢。在經典力學中,牛頓第二定律說明了力和加速度成正比,這定律又稱為“加速度定律”。假設施加於物體的合外力為零,則加速度為零,速度為常數,由於動量是質量與速度的乘積,所以動量守恆。在電動力學裡,呈加速度運動的帶電粒子會發射電磁輻射。
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