没有了相对论，很多人都无法驾车远游

相对论是差不多100年前由德籍科学家爱因斯坦提出来的，那时候他照样一个瑞士伯尔尼专利局的一位年青年头的手艺员。在相对论方才被揭橥的时候，曾经被其时的哲学界强烈的质疑，甚至是极端鄙夷。这是因为，相对论给出的全新时空观，是如斯的与传统直觉相违反。在爱因斯坦的脑海中，时空系统是可塑的、动态的，不再是星散的、静态的。时空不只能弯曲，还能造成钟慢尺缩效应这种让人匪夷所思的情形。好比，拳王泰森臂粗腰圆，腰围起码得有3尺8，当泰森乘坐一艘以光速的99.99%活动的宇宙飞船时，他的腰围就会变为0.3尺，打败了全世界的杨柳细腰。当然，具体的数值较量需要一种叫做洛仑兹变换式的对象来做。

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洛仑兹变换式 （本文来自www.jj00.com）

爱因斯坦的相对论之所以被科学界接管，首要源于英国天文学家爱丁顿爵士的鼎力赞许和宣传。爱丁顿爵士也是一个超重量级大牛，其时是英国科学界的扛把子。恰是因为爱丁顿爵士的强烈介绍，相对论才引起其时英国科学界上层的正视，最后由英国皇家学会帮助，组织了两支科考队，离别在非洲几内亚万湾的普林西比岛和巴西的索布拉尔进行了实地观测。按拍照对论的预言，大质量天体味显着的扭曲光的路径，而金牛星座发射出来的光线经由太阳周边引力场的时候，我们在地球上就会观测到。科考队的观测数值证实了相对论的正确性，爱因斯坦下了一城。

爱丁顿爵士

但让爱因斯坦真正成为家喻户晓的热点人物，照样因为媒体界的宣传。据说，在一篇新闻报道中，记者采访了一向支撑爱因斯坦的爱丁顿爵士。记者问他，据说相对论很难被搞懂，世界上只有5小我懂得它，这5小我里面有您吗？爱丁顿爵士眨了刺眼，对记者说，我也一向在想，这5小我里面究竟有谁呢？如许的新闻当然是极具眼球效应的，爱因斯坦立刻在西方世界火的乌烟瘴气，被认为是“聪明的化身”。爱因斯坦的一言一行，都备受瞩目，他的趣话语录，被公众普遍流传。其时没有收集，不然的话，爱因斯坦就是头号网红。不外，“相对论很难，通俗人弗成能懂”这一理念，就一向被撒布下来，以至于好多人一提相对论都说“我知道”，然则他们不敢去研究具体说的是什么？因为在传闻中相对论很恐怖。其实，今天任何一个理科专业的大学生，都是能够懂得相对论的。究竟我们的时代分歧了，起点也纷歧样了。100多年前的常识界还通俗相信以太，而科学家则早就证实它是不存在的。科学家用本身的起劲，络续提拔着整个社会的聪明高度。

爱因斯坦的发型很酷

有些同伙就会问，相对论既然这么牛，那么它在生活生产之中有什么具体的实用价格呢？按照某些人的懂得，相对论等科学理论，纯粹就是科学家脑海中构想出来的“玩具”，很牛，很酷，然则与平常生活有点远。其实，除了纯粹的数论，绝大多数的科学理论或许数学理论，都是能够指导生活生产实践的。就好比量子力学，没有对它的研究，就没有半导体财富。相对论是一种很有效的科学理论，这是被严厉证实的，已经没有争议。同时，相对论也是一种很好的指导生活生产实践对象。

我举一个例子，人人都据说过全球卫星导航定位系统，英文缩写是GPS。如今我们出门开车，去一个没有去过的遥远的生疏处所，就需要用到电子地图，而电子地图就需要GPS来定位。简洁来说，GPS系统就是行使空间人造地球卫星向运动在地面的人供应一个三维的办事系统，这个办事系统包罗了三维空间坐标定位、时间、运行速度等要素。我们有了GPS，我们去了哪里，坐在交通对象上就知道我们在具体的什么时间点运行到了具体哪里。能够如许说，若是没有了相对论，好多人都无法驾车远游，因为相对论与GPS的应用亲切相关。

导航定位系统不只具有民用价格，还有很大的军事价格。而美国，就是最早研发GPS系统的国度，它一向走在这一范畴的最前列。早在1978年2月22日，美国就为了竖立GPS系统发射了第一颗人造卫星。现在，美国一共发射了25颗人造卫星，它们在太空轨道上环绕地球运转，每时每刻向地面发送时间旌旗。因为人造卫星的笼盖面广，在地球的任何一个角落，都有至少4颗卫星在无时无刻的进行旌旗传输，哪怕你去了南宁靖洋的一个远离大陆海岸线几千千米的无火食的荒岛，你也能够随时领受到这些卫星的旌旗办事。

开车经常需要导航办事

除了美国人搞出来的GPS系统，其他国度或许区域也有雷同的卫星导航定位系统的研究和应用。究竟这器材太贵重，价格太高，谁都不想永远受制于美国。

于是，我们国度搞出来一个斗极卫星导航系统，这是我们中国人自立扶植、自力运行的一种卫星导航系统，它能够为全球用户供应全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时办事。此外，我们的邻人俄罗斯也搞了一个“GLONASS”，它就是格洛纳斯卫星导航系统，其感化雷同于美国的GPS和中国的“斗极导航”。欧洲研发导航系统也对照早。欧共体时代，欧洲国度就一路起头搞一个“伽利略全球卫星定位系统”，在这个系统里面，一共由30颗卫星构成，今朝已经组建完毕。欧盟..认为，我们如今也拥有了本身的全球卫星导航系统，终于能够打破美国GPS系统的垄断地位了，在全球高科技竞争海潮中将获取有利地位，更能够为扶植欧洲自力防务博得包管。而..人也不甘居于人后，破费鼎力气搞了一个“准天顶卫星定位系统”。这个系统的规模小一点，差不多就是4颗卫星，比欧盟的少26颗。原因是..受制于美国，因为卫星导航定位系统能够直接办事于军事用途，若是搞得规模太大，就会被美国猜忌。所以，..人不敢搞大的，就弄4颗卫星先使用起来。总之，，固然一向有“年老”美国的珍爱，..人处心积虑照样想要在这一范畴本身弄一个自力的系统出来。

围绕地球的GPS导航定位卫星

不管是哪个国度或许区域搞的全球卫星导航定位系统，它们都要在距离地球外观上空至少2万千米处活动，其运行时速很快，一样不小于14000千米。如许，这些分布在地球上空的卫星，就会弗成避免的牵扯到与相对论有关系的一系列的问题。好比，依据相对论的钟慢尺缩效应，卫星快速的做环绕地球的活动，就会导致一个时间的膨胀问题。简洁说，卫星上的时间和地球上的时间速度纷歧样了。一个物体的活动速度越快，它所履历的时间就会越短暂，时间速度会趋于迟缓。这不是因为时间较量仪器的缺陷造成的较量误差，而是真正的时间显现了不同。

其次，卫星和地球外观的重力场是不完全一般的，而重力是直接影响到时间的，如许也导致了卫星上时间与地球上时间的差别。我们即使攀缘上一座2层的小楼，我们站在楼顶，因为重力场的差别，楼顶的时间就与一楼的时间的速度就是纷歧样的，只不外因为很细微，难以直接察觉。然则人造卫星距离地表的高度有至少14000千米，而美国的GPS卫星距离地球地表高达20200千米，如许的距离已经足以把差别放大到足以影响生活生产的水平。因为，在美国GPS卫星地点的区域的高度，其重力场的值也许只有地球外观的4.8~4.9%。按拍照对论的理论，重力场越强，其区域内时间举止的速度越慢，重力场越弱，则时间举止的速度越快。

所以说，黑洞的重力场壮大的最失常，所以黑洞四周的时间举止非常迟缓。美国GPS卫星地点区域的重力场不到地球的5%，重力场如许的弱小，则时间举止的速度就会加速上去。如许较量下来，因为重力场的差别，卫星的时间速度与地球上的时间速度的差别将达到千分之十七秒多一点，或许是百分之一点七秒多。

黑洞的吸积盘怎么和老爱的发型很像？

一旦时间显现误差，定位就会失灵，这些误差若是不找法子解决掉，就会造成全球卫星导航地位系统的办事会越来越差，最终失去一切的应用价格。而若是我们把握了相对论，就懂得本来这些都是有误差的，也就会提前找出批改的方案，让导航卫星的办事加倍正确。一样来说，为了消弭时间误差造成的定位失误，我们会将导航卫星的时钟尺度频率调小为4.5X10-3赫兹。而若是我们不知道相对论理论的存在，就没有法子应用卫星导航系统了。

作者：猜忌索求者