「爱因斯坦」终于把爱因斯坦的“跑得快,表走的越慢”,解释得小学生都能看懂


「爱因斯坦」终于把爱因斯坦的“跑得快,表走的越慢”,解释得小学生都能看懂
文章图片
「爱因斯坦」终于把爱因斯坦的“跑得快,表走的越慢”,解释得小学生都能看懂
文章图片
「爱因斯坦」终于把爱因斯坦的“跑得快,表走的越慢”,解释得小学生都能看懂
文章图片
「爱因斯坦」终于把爱因斯坦的“跑得快,表走的越慢”,解释得小学生都能看懂
文章图片
「爱因斯坦」终于把爱因斯坦的“跑得快,表走的越慢”,解释得小学生都能看懂
文章图片
先问大家一个很简单的问题 , 小趣和小谈跑步速度一样快 , 但是一个跑直线 , 一个跑斜线 , 谁先到终点?
【「爱因斯坦」终于把爱因斯坦的“跑得快,表走的越慢”,解释得小学生都能看懂】图:趣谈科学杯50米决赛
毫无疑问 , 小趣先到 。 因此还能得到一个结论 , 走直线的时间比走斜线花的时间短 。
这次我们改耐力赛 , 往返跑 , 也就是跑到终点——跑到起点——跑到终点 , 它俩的速度还是一样 。
图:趣谈科学杯马拉松
你会发现小趣都跑了两趟了 , 小谈才跑了一趟 , 也就说如果小趣一个往返需要1小时 , 小谈则需要跑2小时 。
速度时间膨胀
小趣和小谈长大了 , 别看小趣小时候聪明 , 但有的时候人生还需要一点运气 , 在20岁那年小趣碌碌无为 , 小谈则成了宇航员 , 准备去太空执行任务 , 但小趣没有嫌弃小谈 , 他俩成为了好朋友 , 临飞行前他送给了小谈一个礼物——光钟 。 这个礼物是一对 , 一束光在两面镜子中来回反弹 , 寓意他们友谊像光一样长存 。 (为了避免混淆 , 记住小趣男孩在地球 , 小谈女孩坐飞船离开)
图:小趣和礼物(光钟)
女孩带着另外一个光钟上了飞船 , 男孩正目送女孩乘飞船离去 , 就在这时 , 男孩发现了一个现象 , 这个现象与小时候他们比赛跑步的情景极其相似 , 但是结果却完全不一样 , 他发现了什么?
图:女孩和光钟乘坐飞船离开
男孩发现飞船上的光钟走得是斜线 , 就像小时候女孩跑步总爱跑斜线 。 他又低头看了看自己身边的光钟直线上上下下循环运转着 。
我们复习一下小时候的情景:50米决赛——跑直线的时间短 , 跑斜线的时间长;马拉松赛——一个来回直线用1小时 , 斜线用了2小时!
男孩得出了一个惊人的结论:飞船上的时间比地球上的时间运动慢 。
图:男孩发现自己的光钟走得比女孩的光钟快
换句话说:从女孩的角度来看女孩在飞船里打了一局游戏度花了1小时 , 她身边的光钟在她看来直上直下走了一小时 。 而从男孩的角度看 , 飞船上女孩的光钟实际上走的是斜线 , 女孩这局游戏实际用了2小时 , 地球上的光钟直上直下走了2个小时 。 因此男孩发现如果飞船以同样速度飞20年(地球光钟走过20年) , 那么他就40岁了 。 而女孩的光钟却只走了10年 , 女孩30岁 , 女孩的时间膨胀了 。
光速的问题
实际上这里面还存在一些问题 , 如果细看会发现跑步的是人 , 规定了速度一样快 , 而飞船上光钟的光速和地面上的光速一样吗?有人可能认为飞船上的光钟向前移动 , 光钟虽然走斜线 , 但是斜线方向的速度是飞船与光速的合速度 , 因此走斜线的光速度更快 , 飞船上的光钟和地面上得光钟运行速度是一样的 , 是同步运行的 。 那么答案是什么?