宇宙中的紅移是否與愛因斯坦提出的光速不變原理相矛盾

2022-03-30 12:44:02 字數 6724 閱讀 1003

1樓:匿名使用者

紅移是電磁波的多普勒效應(建議樓主先去看下什麼叫多普勒效應)。光譜當然是種電磁波,當一個發光的物體以高速(或者一定的速度)遠離我們時,該發光物體光譜的普線就會由於多普勒效應向紅端移動,這個現象叫做紅移,也叫多普勒紅移。反之則叫藍移。

另外光速是不變的,光速如果發生變化就違反了相對論的「光速不變原理」。根據紅移量的大小可以判斷出該物體的遠近及速度,例如近代天文學上發現一種叫「類星體」的天體,天文學家根據這類天體的巨大紅移量判斷出了該類天體距離我們非常遙遠(距離一般在幾十億光年以上)。而且仍然在以很高的速度遠離我們,由此說明了宇宙在膨脹。

另外紅移還有宇宙學紅移和引力紅移,這裡就不多說了。

2樓:冰原隕石

歷史上有過無數的神聖的理論:亞里士多德的、牛頓的......最終都會在科學的發展中被否定之否定掉!

愛因斯坦也決不會是例外

3樓:晴天小豬

當然不會,因為紅移是相對論的必然結果.有遠離速度,就會產生紅移

4樓:匿名使用者

紅移現象只能說明宇宙正在膨脹,和光速理論沒什麼關係。

坐火車的時候,迎面過來的火車如果鳴笛,我們會聽見汽笛聲會變調,這和紅移現象是一個道理。

5樓:匿名使用者

不矛盾 紅移只是光子的能量小的 物質波的波長長了 而波速不變

6樓:亞瑟卡斯特

不會,紅移只是說明宇宙在膨脹。但光速是可以改變的,在強大引力的作用下光速會受到影響。

7樓:

不會,紅移只是多普勒效應

8樓:

理論是認識,不是真理!

9樓:可歌可琪

可能不會吧,我在《飛碟探索》雜誌上看過介紹~~

10樓:匿名使用者

沒有把~o~我看過書

光速不變與紅移

11樓:匿名使用者

紅移是電磁波的多普勒效應(建議樓主先去看下什麼叫多普勒效應)。光譜當然是種電磁波,當一個發光的物體以高速(或者一定的速度)遠離我們時,該發光物體光譜的普線就會由於多普勒效應向紅端移動,這個現象叫做紅移,也叫多普勒紅移。反之則叫藍移。

另外光速是不變的,光速如果發生變化就違反了相對論的「光速不變原理」。根據紅移量的大小可以判斷出該物體的遠近及速度,例如近代天文學上發現一種叫「類星體」的天體,天文學家根據這類天體的巨大紅移量判斷出了該類天體距離我們非常遙遠(距離一般在幾十億光年以上)。而且仍然在以很高的速度遠離我們,由此說明了宇宙在膨脹。

紅移還有宇宙學紅移和引力紅移,這裡就不多說了

另外這種紅移是因為狹義相對論造成的時間膨脹效應,導致光子的頻率降低,「顏色」向紅色偏移。而不是普通的多普勒效應那樣應為相對速度的變換導致的頻率降低。所以即使發生紅移,光速依然是不變的。

引力紅移這是說當物體相對另一物體進行加速運動的時候,他的時間就會變慢。(主動加速和引力場中被動的加速是等效的)因為時間那變慢(其實也是一種時間膨脹效應,但是這裡已經是廣義相對論的領域了)導致光子頻率降低,產生紅移現象。

歸根到底,這裡的紅移是不同的座標系發生的尺縮效應和時間膨脹效應的結果,而不是經典物力中相對速度發生變化的結果。即使發生紅移,光速還是不變的。

12樓:匿名使用者

答案是不矛盾!!!

確實是因為兩個參考系時間不同了。

你應該是在天文學方面有一定基礎的人了。

首先你一定要知道並理解相對論,然後認真看下面的話~~(也可以看書,我也拿來主義,請看《時間簡史》第二章 空間和時間)開始認真看

相對論的一個同等卓越的成果是,它變革了我們對空間和時間的觀念。在牛頓理論中,如果有一光脈衝從一處發到另一處,(由於時間是絕對的)不同的觀測者對這個過程所花的時間不會有異議,但是他們不會在光走過的距離這一點上取得一致的意見(因為空間不是絕對的)。由於光速等於這距離除以所花的時間,不同的觀察者就測量到不同的光速。

另一方面,在相對論中,所有的觀察者必須在光是以多快的速度運動上取得一致意見。然而,他們在光走過多遠的距離上不能取得一致意見。所以現在他們對光要花多少時間上也不會取得一致意見。

(無論如何,光所花的時間正是用光速--這一點所有的觀察者都是一致的--去除光所走的距離--這一點對他們來說是不一致的。)總之,相對論終結了絕對時間的觀念!這樣,每個觀察者都有以自己所攜帶的鐘測量的時間,而不同觀察者攜帶的同樣的鐘的讀數不必要一致。

有點長,但你愛好天文學就會認真看的~

好了不懂問我就qq343909665,不認真看就沒辦法了。

多普勒效應與愛因斯坦是否矛盾

13樓:匿名使用者

完全不矛盾,紅移是科學家實實在在觀測到的現象。

光速根本就沒有改變過。

光速等於波長乘以頻率,紅移的時候波長變長,頻率變小,光速還是不變的(真空中299792458m/s,這個資料初中背下來,現在還沒有忘記)。

其實聲波在空氣中也有多普勒效應,我們在汽車駛離我們的時候,發生音調變低,向我們駛來的時候音調變高,因為前者聲波波長變長,頻率降低,後者波長變短,頻率升高。但是聲音的速度都還是沒變的,空氣中約為340m/s。

14樓:非長馬

「又因為宇宙中光波波長λ恆定,就可以推定頻率f不變」

——問題出在這裡。

因宇宙各向同性地膨脹,光子在宇宙中傳播,會損耗能量,頻率變小,波長變長,光速不變。這是哈勃紅移。

光子在引力場強的地方傳播到引力場弱的地方,也會損耗能量,頻率變小,波長變長,光速不變。這是引力紅移。

這由廣義相對論得出的結論。

對因量子效應而發光的天體,使用多普勒紅移理論是不適用的。

多普勒紅移,對應波粒二象性中的波動性,適用於巨集觀的電磁波發射機制。

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「三樓的:可是真空介質是無損耗、無色散的,電磁波在其中傳播時,損耗絕對為零啊」

——這話裡的「真空介質」是理想化的純粹真空,實際上,宇宙真空在弱引力場的小尺度空間內可以粗略認為等同於此,認為電磁波損耗為零。

但在膨脹的大尺度或強引力場附近,電磁波的損耗的已被天文上的光譜學所證實——紅移。

你這是被教材中理想化的物理條件誤導了,在實際問題上,因物理條件會不同,情況會複雜一些。

15樓:匿名使用者

請注意:光速不變原理只是愛因斯坦狹義相對論中的一條假設。

而光的多普勒效應並不同於普通的波的多普勒效應,從公式的不同也能看出。光的多普勒效應是愛因斯坦在廣義相對論建立之初提出的三項實驗檢驗之一,另兩個是:水星近日點的進動和光線在引力場中的彎曲。

廣義相對論並未指出光速在任何參考系中不變這一假設。

所以你說得兩種結論分別來自兩種假設,他們是矛盾的當然也就很自然啦。

16樓:穀雨

多普勒效應建立在巨集觀,低速的經典物理上

愛因斯坦的理論是從高速,微觀物體上譜線紅移是廣義相對論的運用吧,裡面不是多普勒效應的簡單運用

17樓:西泠候鳥

如一樓。

是完全不同的兩個範圍適用的理論。

並不矛盾。

就像把適用範圍比做環境(在空氣中;在氧氣裡)的話......

氫氣點燃後會在空氣中**,做為一個理論。

氫氣點燃後會在氧氣裡燃燒,作為一個理論。

都是對的不是麼?

因為真理還沒有出現啊。

詳細解釋一下愛因斯坦的兩個相對論

18樓:芍藥系

在這裡不可能解釋清楚。推薦看《愛因斯坦文集》,有中譯本。或者任何電動力學有狹義相對論介紹。

廣義相對論難狄拉克的比較簡略。看愈允強《廣義相對論引論》或者樑燦彬《微分幾何入門與廣義相對論》或溫伯格《引力論與宇宙學》都可以,需要的話可以電郵。

愛因斯坦的相對論到底講的是什麼?一般人能不能看懂?

19樓:匿名使用者

狹義相對論:

在狹義相對論提出以前,人們認為時間和空間是各自獨立的絕對的存在,自伽利略時代以來這種絕對時空的觀念就開始建立,牛頓創立的牛頓經典力學和經典運動學就是在絕對時空觀的基礎上創立。

而愛因斯坦的相對論在牛頓經典力學、麥克斯韋經典電磁學等的基礎上首次提出了「四維時空」的概念,它認為時間和空間各自都不是絕對的,而絕對的是一個它們的整體——時空。

在時空中運動的觀者可以建立「自己的」參照系,可以定義「自己的」時間和空間(即對四維時空做「3+1分解」),而不同的觀者所定義的時間和空間可以是不同的。

具體的來說,在閔氏時空中:如果一個慣性觀者(g)相對於另一個慣性觀者(g')在做勻速運動,則他們所定義的時間(t與t')和空間(與)之間滿足洛倫茲變換。而在這一變換關係下就可以推匯出「尺縮」、「鐘慢」等效應,具體見狹義相對論條目。

因為愛因斯坦之前的科學家們並沒有高速運動的觀測和體驗,所以絕對時空觀在古代科技水平下無疑是真理,而愛因斯坦的狹義相對論更新了人們的世界觀,為廣義相對論的誕生奠定了堅實的基礎。

在愛因斯坦以前,人們廣泛的關注於麥克斯韋方程組在伽利略變換下不協變的問題,也有人(如龐加萊和洛倫茲)注意到愛因斯坦提出狹義相對論所基於的實驗(如邁克爾孫-莫雷干涉儀實驗等)。

也有人推匯出過與愛因斯坦類似的數學表示式(如洛倫茲變換),但只有愛因斯坦將這些因素與經典物理的時空觀結合起來提出了狹義相對論,並極大的改變了我們的時空觀。在這一點上,狹義相對論是革命性的。

廣義相對論:

在現有的廣義相對論的理論框架下,等效原理是可以由其他假設推出。具體來說,就是如果時空中有一觀者(g),則可在其世界線的一個鄰域內建立的局域慣性參考系,而廣義相對性原理要求該系中的克氏符(christoffel symbols)在觀者g的世界線上的值為零。

因而現代的相對論學家經常認為其不應列入廣義相對論的基本假設,其中比較有代表性的如synge就認為:等效原理在相對論創立的初期起到了與以往經典物理的橋樑的作用,它可以被稱之為「廣義相對論的接生婆」,而現在「在廣義相對論這個新生嬰兒誕生後把她體面地埋葬掉」。

如果說到了二十世紀初狹義相對論因為經典物理原來固有的矛盾、大量的新實驗以及廣泛的關注而呼之欲出的話,那麼廣義相對論的提出則在某種意義下是「理論走在了實驗前面」的一次實踐。

在此之前,雖然有一些後來用以支援廣義相對論的實驗現象(如水星軌道近日點的進動),但是它們並不總是物理學關注的焦點。而廣義相對論的提出,在很大程度上是由於相對論理論自身發展的需要,而並非是出於有一些實驗現象急待有理論去解釋的現實需要,這在物理學的發展史上是並不多見的。

因而在相對論提出之後的一段時間內其進展並不是很快,直到後來天文學上的一系列觀測的出現,才使廣義相對論有了比較大的發展。到了當代,在對於引力波的觀測和對於一些高密度天體的研究中,廣義相對論都成為了其理論基礎之一。

而另一方面,廣義相對論的提出也為人們重新認識一些如宇宙學、時間旅行等古老的問題提供了新的工具和視角。

相對論的意義:

狹義相對論和廣義相對論建立以來,已經過去了很長時間,它經受住了實踐和歷史的考驗,是人們普遍承認的真理。相對論對於現代物理學的發展和現代人類思想的發展都有巨大的影響。相對論從邏輯思想上統一了經典物理學,使經典物理學成為一個完美的科學體系。

狹義相對論在狹義相對性原理的基礎上統一了牛頓力學和麥克斯韋電動力學兩個體系,指出它們都服從狹義相對性原理,都是對洛倫茲變換協變的,牛頓力學只不過是物體在低速運動下很好的近似規律。

廣義相對論又在廣義協變的基礎上,通過等效原理,建立了局域慣性長與普遍參照系數之間的關係,得到了所有物理規律的廣義協變形式,並建立了廣義協變的引力理論,而牛頓引力理論只是它的一級近似。這就從根本上解決了以前物理學只限於慣性系的問題,從邏輯上得到了合理的安排。

相對論嚴格地考察了時間、空間、物質和運動這些物理學的基本概念,給出了科學而系統的時空觀和物質觀,從而使物理學在邏輯上成為完美的科學體系。

狹義相對論給出了物體在高速運動下的運動規律,並提示了質量與能量相當,給出了質能關係式。這兩項成果對低速運動的巨集觀物體並不明顯,但在研究微觀粒子時卻顯示了極端的重要性。

因為微觀粒子的運動速度一般都比較快,有的接近甚至達到光速,所以粒子的物理學離不開相對論。質能關係式不僅為量子理論的建立和發展創造了必要的條件,而且為原子核物理學的發展和應用提供了根據。

對於愛因斯坦引入的這些全新的概念,當時地球上大部分物理學家,其中包括相對論變換關係的奠基人洛侖茲,都覺得難以接受。甚至有人說「當時全世界只有兩個半人懂相對論」。

舊的思想方法的障礙,使這一新的物理理論直到一代人之後才為廣大物理學家所熟悉,就連瑞典皇家科學院,2023年把諾貝爾物理學獎授予愛因斯坦時,也只是說「由於他對理論物理學的貢獻,更由於他發現了光電效應的定律。」對愛因斯坦的諾貝爾物理學獎頒獎辭中竟然對於愛因斯坦的相對論隻字未提。

(注:相對論沒有獲諾貝爾獎,一個重要原因就是還缺乏大量事實驗證。)

相對論提出者阿爾伯特-愛因斯坦:

阿爾伯特·愛因斯坦(albert.einstein,2023年3月14日—2023年4月18日),出生於德國符騰堡王國烏爾姆市,畢業於蘇黎世聯邦理工學院,猶太裔物理學家。愛因斯坦2023年出生於德國烏爾姆市的一個猶太人家庭,2023年畢業於蘇黎世聯邦理工學院,入瑞士國籍。

2023年,獲蘇黎世大學哲學博士學位,愛因斯坦提出光子假設,成功解釋了光電效應,因此獲得2023年諾貝爾物理獎,2023年創立狹義相對論。2023年創立廣義相對論。2023年4月18日去世,享年76歲。

愛因斯坦為核能開發奠定了理論基礎,開創了現代科學技術新紀元,被公認為是繼伽利略、牛頓以來最偉大的物理學家。2023年12月26日,愛因斯坦被美國《時代週刊》評選為「世紀偉人」。

愛因斯坦提出了哪些理論,愛因斯坦的哪些理論為穿越時空提供了理論依據?

愛因斯坦等人在該文中的基本立場,是 定域實在論 換言之,事物間不存在超距作用。這一假設後來被稱為愛因斯坦定域性原理 locality principle 它是19世紀以前一切經典科學的基礎,也是相對論的基礎。假設沿不同方向發射兩個粒子,那麼無論它們相隔多遠,一旦測出其中一個,另外一個粒子的狀態也就立...

愛因斯坦的宇宙理論是如何產生的

宇宙起源是一個極其複雜的問題。現代天文觀測證明它處於不斷的運動和發展中。千百年來,科學家們一直在探尋宇宙是什麼時候 如何形成的。許多科學家認為,宇宙是由大約138億年前發生的一次大 形成的。起初,無空間 時間,未知原因,空間開始暴漲式出現,振動使得物質誕生,這次大 的反應原理被物理學家們稱為量子物理...

關於愛因斯坦的相對論,我提出質疑

光可以說是靜止不動的 只是能量從一個地方到達了另一個地方 需要空間作為載體 其實量子力學說白了就是在說大話,只不過這些 大話 都是有實驗或理論證據的,相對論不久只前好象已經被實驗證明了,朋友去查一查吧 首先要說明的是,相對論只對靜止質量大於零的物體適用。光子的靜止質量為零,所以並不適用。光子只要一生...