关于相对论的一点疑惑
问题描述:
关于相对论的一点疑惑
按照光速不变理论,如果有一个足够长的刚体,一端固定,在其侧面有一个黑洞,黑洞的引力会使刚体绕轴转动,如果刚体足够长,那么从某一点开始往后,所有的点都是光速,如果刚体不弯曲 ,刚体将在黑洞的引力下保持静止状态,这个时候应该有一个与黑洞的引力相当的力作用在刚体上,这个力是谁给的呢?
答
很漂亮的说法.你发现了这个矛盾.这是一个广义相对论中很基础的命题.
这个问题是这么解决的,就是在广义相对论中,刚体不存在.恩,刚体不存在的概念,不是说一个这样的物体会弯曲。而是说,你的这个物体,会随着运动而扭曲,没有固定的形状。如果你真是一个黑洞,那我可以告诉你,我们现有的材料全部都会断裂。都不用很长的棍子,我也没算过,但黑洞附近的话,一二十米就肯定会断的了。如果你要用力的角度来分析,可以这么说,这个你看起来的匀质的竿子,因为引力场的存在,它上面每一点的质量不一般大。所以你看起来,是收到一个相反的作用力,其实是作用力不变,质量变了,所以加速度不一样,运动也就不一样。如果不好理解的话,可以简单的想两个相互运动的惯性坐标系,回到狭义相对论情况。我们考虑在动的坐标系里的一个小球,并用一个恒定的力拉他。那你在静止的坐标系会看到什么呢,小球的加速度和力除以它的静止质量不一样,会变小。那你可能就会觉得是不是有一个和运动方向相反的力来拉动了它呢,但实际上呢,我们更多的认为是力没有变,但是质量变大了而已。广义相对论就是每一个点有了一个这样彼此不同的惯性系。所以刚体自然不存在了。你可以看做每一点附加了力,但我们更多的认为,是每一点的质量或者说能量发生了改变,和静止的时候不一样了。