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時間膨脹公式 時間膨脹理論

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什么是時間彭脹?時間膨脹是相對論效應的一個特別引人注意的例證 。
20世紀初，愛因斯坦就認識到，我們的時空觀并不完善 。他是通過分析電和磁相結合產生電磁輻射（例如光輻射）特性的規律得出這個結論的 。他認為，如果光在一切測量中具有協調一致的特性的話，在物理學中光速必定扮演著主要角色 。特別是，真空中的光速必須不變，無論光源和觀察者做什么樣的相對運動，真空光速總是每秒三十萬千米 。愛因斯坦考慮了當人們在高速運動時會出現什么現象 。我們通常會認為，光波的速度因與我們運動的方向相同或相反或取各種中間角度而有所不同 。令人驚奇的是，愛因斯坦卻認為事實上不會是這樣 。
17世紀，牛頓曾提出過一個相對性的經典說法 。當時他主張，作為參照基準的參考框架，無論做什么樣的勻速直線運動，都不會對實驗（包括物理的運動）產生影響 。愛因斯坦認為這種說法與他的電磁學理論格格不入，當他試圖搞清楚以光速運動的觀察者所看到的光波將會是什么樣時，他遇到了糾纏不清的情景 。于是他清醒地認識到，為了在物理學領域取得協調一致的答案，就不能把空間只是看成供我們生活居住的容器 。它還必須具有某些特性，例如人們以高速運動時，時間尺度將會改變，同時，空間尺度也會改變 。在這個意義上，空間和時間是纏繞在一起的，空間和時間原是同一件事物不同的相對表現形式 。
我們完全清楚，在平常的生活中看不出空間和時間有這種畸變 。這是因為我們不涉及已接近光速運動的事物 。事實上，相對論現象的特性由物體速度與光速平方之比這樣一個比率來決定 。當所研究的物體的運動速度超過光速的十分之一時，這個比率才變得重要，因為此時該比率增大到百分之一以上 。這樣的高速領域幾乎只局限在高能物理學家們的經驗中 。由于我們通常不會涉及這樣高的速度，所以狹義相對論的許多結論都使我們感到驚奇 。實際上，這些結論確實有些復雜，但早已證實了狹義相對論的完美，并且在處理低速運動時又幾乎嚴格地與我們所熟悉的物理規律一致 。
時間膨脹是相對論效應的一個特別引人注意的例證，它是首先在宇宙射線中觀測到的 。我們注意到，在相對論中，空間和時間的尺度隨著觀察者速度的改變而改變 。例如，假定我們測量正向著我們運動的一只時鐘所表明的時間，我們就會發現它要比另一只同我們相對靜止的正常走時的時鐘走得慢些 。另一方面，假定我們也以這只運動時鐘的速度和它一同運動，它的走時又回到十分正常 。我們不會見到普通時鐘以光速向我們飛來，但是放射性衰變就像時鐘，這是因為放射性物質包含著一個完全確定的時間標尺，也就是它的半衰期 。當我們對向我們飛來的宇宙射線M作測量時，發現它的半衰期要比在實驗室中測出的22微秒長很多 。在這個意義上，從我們觀察者的觀點來看，M內部的時鐘確實是走得慢些 。時間進程拉長了，就是說時間膨脹了
透視效應及其時間膨脹的原因
透視效應及其時間膨脹的原因是由于觀察者和被觀察物之間的距離差以及物體的速度導致的物理現象 。時間膨脹是一種物理現象，表現為物體經歷的時間與觀察者經歷的時間不同 。這種現象是由于物體移動的速度與光速的接近度導致的 。根據相對論，物體越快，其經歷的時間就會越緩慢，相對于觀察者而言 。透視效應和時間膨脹都是由于觀察者和被觀察物之間的距離差以及物體的速度導致的物理現象 。
時間膨脹到底是什么意思？1、時間膨脹是說時間并不是永遠以人們感受到的現在的這種速度進行的，它也會發生變化 。它一般是和速度有關的 。速度越快，越接近于極限速度，時間就會越慢 。
2、牛頓定義的時間，是與外界無關，均勻流逝的時間，是各參照系一致的公認、客觀時間，符合科學定義 。(參見：公認、客觀、科學、時間) 。
3、愛因斯坦定義的時間，是參照系內的鐘，依賴光，通過真空傳遞過來的數，被觀測者看到的值，指示該參照系該處事件的時間(參見：論動體的電動力學) 。這個定義，使得各參照系可以擁有不同的時間，與參照系的運動狀態有關，但這是主觀時間，不是科學時間 。
大家所說的時間膨脹，是指愛因斯坦定義的時間在一些情況下會發生時間膨脹，而不是牛頓時間發生了時間膨脹 。

解釋：時間膨脹 。解釋: 時間膨脹是說時間并不是永遠以我們感受到的現在的這種速度進行的,它也會發生變化.它一般是和速度有關的.速度越快,越接近于極限速度,時間就會越慢(這里有個名詞:極限速度.我們所處宇宙的極限速度是光速,但并不是所有的宇宙其極限速度都是光速,可能更快,也可能更慢).舉個設想的例子說吧,假如有一個人一分鐘的心跳是60下,當他高速運動時,如果速度足夠大,他的心跳可能會變成40下,20下,甚至更慢.因為隨速度的增加,他的時間變慢了,他自身的新陳代謝也隨之變慢.這樣,相對于他的時間就發生了膨脹.【發現過程】我們通常會認為，光波的速度因與我們運動的方向相同或相反或取各種中間角度而有所不同 。令人驚奇的是，愛因斯坦卻認為事實上不會是這樣 。20世紀初，愛因斯坦就認識到，我們的時空觀并不完善 。他是通過分析電和磁相結合產生電磁輻射（例如光輻射）特性的規律得出這個結論的 。他認為，如果光在一切測量中具有協調一致的特性的話，在物理學中光速必定扮演著主要角色 。特別是，真空中的光速必須不變，無論光源和觀察者做什么樣的相對運動，真空光速總是每秒三十萬千米 ?！九ｎD與愛因斯坦的對立】17世紀，牛頓曾提出過一個相對性的經典說法 。當時他主張，作為參照基準的參考框架，無論做什么樣的勻速直線運動，都不會對實驗（包括物理的運動）產生影響 。愛因斯坦認為這種說法與他的電磁學理論格格不入，當他試圖搞清楚以光速運動的觀察者所看到的光波將會是什么樣時，他遇到了糾纏不清的情景 。于是他清醒地認識到，為了在物理學領域取得協調一致的答案，就不能把空間只是看成供我們生活居住的容器 。它還必須具有某些特性，例如人們以高速運動時，時間尺度將會改變，同時，空間尺度也會改變 。在這個意義上，空間和時間是纏繞在一起的，空間和時間原是同一件事物不同的相對表現形式 。牛頓的絕對時空就是哲學或人們通常意義上所感受的時空，即在每一刻，都對應整個宇宙的某一態 。從牛頓的絕對時空看來，這星光傳播過程中，時間就一直在變大，在膨脹 ?，F今世界上最具權威的美國《科學》雜志，最近一期一篇文章明確指出，宇宙膨脹不是光的多譜勒效應，是時空本身的膨脹，而實際天文觀測證實的，包擴哈勃紅移在內，都是時間膨脹的結果，其它都是圍繞時間的膨脹展開的理論分析和推測 。分析時間的膨脹，就涉及時空本質的理解，就物理學而言，我們就有兩種時空：牛頓的和愛因斯坦的 。牛頓的時空稱絕對時空,表面看起來,它的時間和空間是毫不相關的,實際上,從它的引力所具有的無限大速度的假設,可以知道, 牛頓的絕對時空就是哲學或人們通常意義上所感受的時空,即在每一刻,都對應整個宇宙的某一態 。從宇宙的各向同性和平滑性，知這一刻對一態雖然在觀測上不可行，但理論和人們思維上卻是可行的 ?？臻g的三維始終應對時間的一維，這是用思維觀時空，是橫向看時空，空間的三維和時間的一維一一對應，我稱之為三一時空 。三一時空的同時性并不是沒有物理實質，如產生了量子糾纏的量子所具有的同時性 。愛因斯坦的時空稱相對時空，它以觀察者為核心，強調可觀察，是用眼睛看時空，以光速為極限，將過去和現在聯系在一起，是縱向看時空，時間和空間纏繞在一起，人稱四維時空 。愛因斯坦曾有過一個設想，當一個人以光速運動時，一道光在人眼前穿過，這個人所看到的光應為彎曲的 。時間的膨脹是觀察者觀察的結果，是四維時空的產物，時間倚觀察者而變，觀察者的時間代表著真實的唯一存在，是四維時空模型中時間的最大值；觀察者的時間代表著此刻，若設這個時間為零，其它被觀察體的時間都為負值 。在觀察者本身卻無法發現時間膨脹的原因，必須橫向看時空，用牛頓的絕對時空觀，就能發現時間膨脹的原因 。例子：假設一星體離地球60億年，星像分離的一刻，宇宙的態對應時間為T，10億年過去，這星體的像走了10億光年，宇宙的態對應時間為T+10；再10億年過去，這星體的像又走了10億光年，宇宙的態對應時間為T+20；最后，經過T+30，T+40，T+50，到達地球時，宇宙的態對應的時間為T+60億年 。從牛頓的絕對時空看來，這星光傳播過程中，時間就一直在變大，在膨脹 。從橫向思考時空，就會發現一個星體的像離開實體一刻起，在傳播過程中，時間就一直在膨脹，直到被觀察者接收為止 。由于星體和觀察者之間的時間膨脹是一定的，我們收到的星光的紅移值就是一定的 。這時間膨脹現在被解釋為空間的膨脹，即這星光經過的路程被延長，延長的原因是過去比較熱，空間熱膨脹，道理上應能說得過去，但事實是現在空間已經這么冷了，我們卻發現時間膨脹在加速，時間膨脹解釋為空間膨脹就說不過去了 ?？臻g性質的改變也能造成時間的延長，比如光不從空氣中而從水中傳播，接收者就會發現時間延長了 。由熱力學第二定律看，時間是不可逆的，空間盡管是真空，隨時間的性質變化也是不可逆的 。真空性質能有什么變化？真空的電場磁場引力場總在，電向磁的變化，引力的變化都是不可逆的 。宇宙的星系一直都在不斷變化中，空間的性質也在不斷變化中 。就地球而言，地球在誕生時空間還沒有大氣，也不是一個藍色星球；現在地球的溫室效應，地球膨脹引起的空間的膨脹，都會產生空間性質的變化，同樣會產生時間膨脹效應 。空間本身由電向磁的轉換，即由紅向藍的轉變，就當然地造成紅移，時間的膨脹 。也許這一切分析都是多余的，時間的膨脹就是時間的膨脹，從被觀察物體到觀察者，橫向看時空，就有時間膨脹發生；太陽光到地球就有紅移發生，不能也不要把時間變換成我們能理解的空間的什么東西，這樣會犯錯誤的 。道可道, 非常道; 時間是我們永遠猜不完的謎 ?！緯r間膨脹的應用】時間膨脹是相對論效應的一個特別引人注意的例證，它是首先在宇宙射線中觀測到的 。我們注意到，在相對論中，空間和時間的尺度隨著觀察者速度的改變而改變 。例如，假定我們測量正向著我們運動的一只時鐘所表明的時間，我們就會發現它要比另一只同我們相對靜止的正常走時的時鐘走得慢些 。另一方面，假定我們也以這只運動時鐘的速度和它一同運動，它的走時又回到十分正常 。我們不會見到普通時鐘以光速向我們飛來，但是放射性衰變就像時鐘，這是因為放射性物質包含著一個完全確定的時間標尺，也就是它的半衰期 。當我們對向我們飛來的宇宙射線M作測量時，發現它的半衰期要比在實驗室中測出的22微秒長很多 。在這個意義上，從我們觀察者的觀點來看，M內部的時鐘確實是走得慢些 。時間進程拉長了，就是說時間膨脹了 。我們完全清楚，在平常的生活中看不出空間和時間有這種畸變 。這是因為我們不涉及已接近光速運動的事物 。事實上，相對論現象的特性由物體速度與光速平方之比這樣一個比率來決定 。當所研究的物體的運動速度超過光速的十分之一時，這個比率才變得重要，因為此時該比率增大到百分之一以上 。這樣的高速領域幾乎只局限在高能物理學家們的經驗中 。由于我們通常不會涉及這樣高的速度，所以狹義相對論的許多結論都使我們感到驚奇 。實際上，這些結論確實有些復雜，但早已證實了狹義相對論的完美，并且在處理低速運動時又幾乎嚴格地與我們所熟悉的物理規律一致 。時間膨脹對于未來的宇宙探索，旅行等都有巨大的作用，而它也不斷出現在科幻小說家的筆下，并有了許多優秀的作品 ?！緯r間膨脹效應的實驗】1、實驗原理使用傳統所用的擺鐘，要比較“動鐘”和“靜鐘”的快慢，不可回避地存在一個“二次相遇”的難題；但是對于原子鐘而言，這個問題已經不復存在 。愛因斯坦在1952年為《狹義與廣義相對論淺說》英譯本第15版添加的“附錄”中寫道：“我們可以將發出光譜線的一個原子當作一個鐘”（2-P106），實際上原子鐘僅指原子本身而已，跟那結構相當復雜的“鐘體”并沒有關系 。這樣一來，我們就有了在實驗室內完全靜止的條件下比較兩臺“原子鐘”快慢的前提 。只需要知道兩臺原子鐘工作時的溫度差異，就可以定性地獲悉兩臺鐘銫原子噴射速度的大小；如果知道兩臺鐘銫原子噴射的具體速度，就不難定量地測出△ν和△V之間的對應關系 。依據兩個展開式可知：如果△ν∝△V，用（1）式解釋是正確的；反之用(2)式解釋是正確的 。2、實驗條件選取兩臺頻率一致性和長期穩定性均在10-13量級以上的銫鐘，條件是己知兩臺鐘工作時的溫度、最好是銫束噴射速度存在較大差異 。只需要將兩臺鐘和比相儀或時間間隔器相聯結，經過一定的時間間隔就可以依據記錄曲線判定哪種解釋是正確的 。3、預期結果實驗結果可以證明：狹義相對論揭示出的橫向多普勒頻移，應該是頻率增大、即向光譜的藍端移動；正確的解釋應該是“時間收縮”，或曰“運動時鐘變快” 。
時間膨脹公式
時間膨脹公式是T'=t/√ [1-（v/c)2】 。
時間膨脹是一種物理現象：兩個完全相同的時鐘之中，拿著甲鐘的人會發現乙鐘比自己的走得慢 。這現象常被說為是對方的鐘“慢了下來”，但這種描述只會在觀測者的參考系上才是正確的 。
任何本地的時間（也就是位于同一個坐標系上的觀測者所測量出的時間）都以同一個速度前進 。時間膨脹效應適用于任何解釋時間速度變化的過程 。
在狹義相對論中，所有相對于一個慣性系統移動的時鐘都會走得較慢，而這一效應已由洛倫茲變換精確地描述出來 。
在廣義相對論中，在引力場中擁有較低勢能的時鐘都走得較慢 。這種引力時間膨脹效應在本條目中只會被略略帶過，在主條目中會有更詳細的討論 。
狹義相對論中，時間膨脹效應是相互性的：從任一個時鐘觀測，都是對方的時鐘走慢了（當然我們假定兩者相互的運動的等速均勻的，兩者在觀測對方時都沒有加速度） 。
相反，引力時間膨脹卻不是相互性的：塔頂的觀測者覺得地面的時鐘走慢了，而地面的觀測者覺得塔頂的時鐘走快了 。引力時間膨脹效應對于每個觀測者都是一樣的，膨脹與引力場的強弱與觀察者所處的位置都有關系 。

什么是時間膨脹？時間膨脹是說時間并不是永遠以人們感受到的現在的這種速度進行的，它也會發生變化 。它一般是和速度有關的.速度越快，越接近于極限速度，時間就會越慢
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