爱因斯坦的狭义相对论:时间和空间的大冒险
时空的统一
狭义相对论的最大突破之一,就是提出了时空的统一概念。爱因斯坦指出,时间不是独立于空间存在的,它們是一個不可分割的整體,稱為時空。时空中,时间和空间都是相对的,没有绝对的参照系。
时间膨胀
根据狭义相对论,當一個物體運動時,它的時間會比静止的物體過得慢。這個現象稱為時間膨脹。當物體運動接近光速時,時間膨脹會非常顯著,比如一個以光速運動的物體,對於靜止的觀察者來說,它的時間幾乎會完全停止。
长度收缩
狹義相對論也指出,当一个物体运动时,它的长度会比静止时变短。这个现象称为洛伦兹收缩。当物体运动接近光速时,长度收缩也会非常显著,比如一个以光速运动的物体,对于静止的观察者来说,它的长度几乎会完全消失。
质量与能量等价
狭义相对论还提出了质能等价的概念,即质量和能量是可以相互转换的。著名的公式 E=mc² 就表示了这种等价关系,其中 E代表能量,m代表质量,c²代表光速的平方。
因果关系
狭义相对论的另一個重要概念是因果關係。愛因斯坦指出,任何事件都必須有原因,而原因必須發生在事件之前。這個因果關係的順序在所有慣性參考系中都是不變的。