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宇宙的加速度可类似于客机可视的加速度吗?

2023-11-01 08:54:56信息公告32

网友问:“在飞行过程中,当客机从快速巡航速率减速到平缓进近速率时,我注意到随着减速度的不断提升,客机有一种在减速的觉得。而且,一旦减速度稳定、恒定、不变后,我觉得客机保持在了一个大约稳定的速率——即使客机一直在减速,我也觉得不到到减速(甚至觉得不到速率)。更具欺骗性的是,假如轻微操作客机使减速度不断增加,我会觉得到加速度,虽然客机仍在减速(但减速度在增加)。”GYV物理好资源网(原物理ok网)

答:你的描述完全符合爱因斯坦的广义相对论;事实上你已然亲身经历了所谓的“等效原理”!等效原理强调,不可能将一个利用外力而处于恒定加速度(或减速度)的座标系与一个自由落体的座标系区分开。你坐的绕月球飞行的客机就是化学学家所说的“坐标系”;它是您进行观察的一个袋子或则说是一个有利位置。“自由落体”坐标系的表现如同是没有外力作用在其上一样。GYV物理好资源网(原物理ok网)

图解:传说伽利略在汉堡斜塔上做自由落体实验GYV物理好资源网(原物理ok网)

为此,假如你从客机上跳出来,你都会处于“自由落体”状态,而宇航员在太空里时是没有重量的,虽然两个座标系都遭到了重力作用;这是由于重力在跳伞者或宇航员的脸上造成了一个大致恒定的加速度,进而让她们形成了失重的表象。按照等效原理质点参考系坐标系,当加速度不变时,客机会类似成一个自由落体座标系——这就是为何在这些情况下你会觉得不到你在联通。GYV物理好资源网(原物理ok网)

图解:跳伞过程中的自由落体阶段GYV物理好资源网(原物理ok网)

一旦加速度不恒定,你就不再处于自由落体的状态,而且会觉得到加速或减速。你的体会无关于你相对于月球的加速度,而是与客机本身的加速度有关。所以,假若你的减速度降低,你都会觉得到加速度(而不是减速度;客机控制台上的数字是相对于月球的,而不是相对于客机之前的加速度)。GYV物理好资源网(原物理ok网)

图解:三个质点从座标原点以相同的速率出发,因为分别拥有正、零、负的加速度而造成其位置和关于时间的曲线。GYV物理好资源网(原物理ok网)

网友问:“这种误会的觉得可以模拟我们对宇宙膨胀的检测的误会吗?比如,当宇宙的密度随着膨胀而降低,进而消弱了重力的影响时,膨胀率会在重力的作用下持续增加,但膨胀的减速度也在不断增加,进而使我们形成了宇宙在膨胀的相对表象。换言之,近来所有关于宇宙加速膨胀的言论,是否都有可能是(事实上)由膨胀减速度的不断增长造成的幻觉?”GYV物理好资源网(原物理ok网)

图解:自从大爆燃以来,宇宙持续不停地膨胀,现更加速膨胀。GYV物理好资源网(原物理ok网)

质点参考系坐标系知识点总结_质点参考系坐标系_质点参考系坐标系的知识框架GYV物理好资源网(原物理ok网)

答:“不幸的是,我们难以用如此简单的术语来理解宇宙膨胀。等效原理只适用于因外力而在其中形成恒定加速度的座标系。该要求实际上限定了力场中自由落体座标系的大小。我们晓得宇宙的不同部份不会承受同样的力质点参考系坐标系,所以大多也不在同一个自由落体座标系中。同样,等效原理也适用于因外力即座标系外部的力而形成加速度的座标系。并且当我们谈论宇宙时,并不存在“外部”的概念;为此,宇宙膨胀必须由宇宙本身的几何结构和它内部的物质来决定。GYV物理好资源网(原物理ok网)

相关知识GYV物理好资源网(原物理ok网)

广义相对论是现代化学中基于相对性原理借助几何语言描述的引力理论。该理论由阿尔伯特·爱因斯坦等人自1907年开始发展,最终在1915年基本完成。广义相对论将精典的牛顿万有引力定理与狭义相对论加以推广。在广义相对论中,引力被描述为时空的一种几何属性(曲率),而时空的曲率则通过爱因斯坦场多项式和处于其中的物质及幅射的能量与动量联系在一起。GYV物理好资源网(原物理ok网)

参考资料GYV物理好资源网(原物理ok网)

1.WJ百科全书GYV物理好资源网(原物理ok网)

2.天文学名词GYV物理好资源网(原物理ok网)

3.--寒尘GYV物理好资源网(原物理ok网)