相对论(10)相对论如何让你变得比其他人年轻?( 二 )


那么你现在可能关心的是 , 这个理论对不对 , 非惯性运动真的可以让我相对于惯性系更年轻吗?
这个你大可放心!因为在1971年的时候 , 科学家已经做出这个实验 , 结果和理论预测符合得非常好 。
当时准备了三个铯原子钟 , 一个放在了美国海军天文台 , 一个乘坐飞机往东飞行 , 一个乘坐飞机往西飞行 。
相对论(10)相对论如何让你变得比其他人年轻?
文章图片
根据理论预测往东飞行的铯原子钟 , 会因为非惯性运动比地面上铯原子钟慢184纳秒(-184ns) , 再考虑广义相对论带来的引力红移效应 , 以及往东飞时飞机的高度 , 预测出来的铯原子钟会比地面上的快144纳秒(144ns);
理论预测的综合效应为 , 往东飞的铯原子钟会比地面的慢40纳秒(-40ns) , 实验的结果显示 , 飞机上的铯原子钟比地面上的慢了-59ns 。
理论预测往西飞行的铯原子钟会比地面的快96纳秒(96ns) , 根据飞行的高度预测出来的引力红移效应会导致铯原子钟比地面快179纳秒(179ns) , 理论综合效应为 , 往西飞的铯原子钟比地面上的快275纳秒(275ns);
实验结果为飞机上铯原子钟比地面上的快了273纳秒(273ns) 。
相对论(10)相对论如何让你变得比其他人年轻?
文章图片
可以看出理论预测和实验基本吻合 , 在允许的误差范围内 , 这个实验不仅验证了狭义相对论中的时间膨胀效应 , 也验证了引力红移效应 , 更是说明了双生子的问题 , 完全可以在狭义相对论的框架内解决 。
以前有人认为 , 狭义相对论不能处理非惯性运动 , 有加速度就必须要用到广义相对论 , 其实这是错误的认识 。 当然广义相对论也能解决双生子的问题 。
相对论(10)相对论如何让你变得比其他人年轻?】好了 , 今天的内容就到这里 , 这节课结束以后 , 我们的狭义相对论的部分就结束了 。 我觉得作为科普 , 了解这些就足够了 , 不用在意那些繁杂的数学推导过程 , 毕竟相对论又买不了菜 , 更不会影响你没有的工资 , 但是它倒是可以成为我们饭后的谈资 。