根据狭义相对论,卫星的时间比地球表面过得慢.根据广义相对论,卫星的时间比地球表面过的快.实际情况是怎样?都要考虑还是怎样.(都是我的理解,望纠正)那么绕地球做匀速圆周运动的卫星
来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/11/09 02:03:10
根据狭义相对论,卫星的时间比地球表面过得慢.根据广义相对论,卫星的时间比地球表面过的快.实际情况是怎样?都要考虑还是怎样.(都是我的理解,望纠正)那么绕地球做匀速圆周运动的卫星
根据狭义相对论,卫星的时间比地球表面过得慢.
根据广义相对论,卫星的时间比地球表面过的快.
实际情况是怎样?都要考虑还是怎样.
(都是我的理解,望纠正)
那么绕地球做匀速圆周运动的卫星在广义相对论中是否是惯性参考系?
根据狭义相对论,卫星的时间比地球表面过得慢.根据广义相对论,卫星的时间比地球表面过的快.实际情况是怎样?都要考虑还是怎样.(都是我的理解,望纠正)那么绕地球做匀速圆周运动的卫星
狭义相对论中,长度收缩与时间延缓效应仅取决于参考系的相对速度,所以地球与飞船做相对运动时,地球看到飞船的时间变慢,飞船看到地球的时间也变慢.所以说这是一个“相对效应”.
但是前提是两个参考系必须都是惯性系.在这个情景里,卫星作圆周运动,不是惯性系,因此狭义相对论是失效的.
广义相对论认为引力场导致时空弯曲产生时间与长度的变化,在越强的引力场中,时间延缓的越多.地球表面的引力场自然比卫星的强,所以卫星上的时间酷爱.这个结论是正确的.
一样块。
是光速吧…不是卫星,超过光速理论上来说时间会变慢
狭义相对论中的是在接近光速或者等于光速运行的情况下时间会便慢 物体会便短 而广义相对论的是正确的 因为在接近地球这样大质量的天体时 光能量和它的频率(每秒钟里光振动的次数)有一关系:能量越大,则频率越高 所以可以说在地球越高处受到引力场的能量失去就越大 也就是说频率越低 所以时间就越快 所以是时间相对地面来说快 是的 是惯性参照系 因为相对与它而言地球是静止的...
全部展开
狭义相对论中的是在接近光速或者等于光速运行的情况下时间会便慢 物体会便短 而广义相对论的是正确的 因为在接近地球这样大质量的天体时 光能量和它的频率(每秒钟里光振动的次数)有一关系:能量越大,则频率越高 所以可以说在地球越高处受到引力场的能量失去就越大 也就是说频率越低 所以时间就越快 所以是时间相对地面来说快 是的 是惯性参照系 因为相对与它而言地球是静止的
收起
狭义相对论只在惯性系中可以使用,卫星做圆周运动,属于非惯性系,不能使用狭义相对论分析。
根据广义相对论我也只知道在相对静止时,引力场越强时间越慢,至于运动中的卫星参考系就不清楚了。
那么绕地球做匀速圆周运动的卫星在广义相对论中是否是惯性参考系?
——对,是局域惯性系,如果忽略地球引力在卫星体积范围内的微小的不均匀性的话。
以全球定位系统(GPS)卫星为例——
GPS卫星携带着原子钟,它们计时极为准确,误差不超过十万亿分之一,即每天的误差不超过10纳秒(1纳秒等于10亿分之一秒),并不停地发射无线电信号报告时间和轨道位置……
GPS卫星以每小...
全部展开
那么绕地球做匀速圆周运动的卫星在广义相对论中是否是惯性参考系?
——对,是局域惯性系,如果忽略地球引力在卫星体积范围内的微小的不均匀性的话。
以全球定位系统(GPS)卫星为例——
GPS卫星携带着原子钟,它们计时极为准确,误差不超过十万亿分之一,即每天的误差不超过10纳秒(1纳秒等于10亿分之一秒),并不停地发射无线电信号报告时间和轨道位置……
GPS卫星以每小时14000千米的速度绕地球飞行。根据狭义相对论,当物体运动时,时间会变慢,运动速度越快,时间就越慢。因此在地球上看GPS卫星,它们携带的时钟要走得比较慢,用狭义相对论的公式可以计算出,每天慢大约7微秒。
GPS卫星位于距离地面大约2万千米的太空中。根据广义相对论,物质质量的存在会造成时空的弯曲,质量越大,距离越近,就弯曲得越厉害,时间则会越慢。受地球质量的影响,在地球表面的时空要比GPS卫星所在的时空更加弯曲,这样,从地球上看,GPS卫星上的时钟就要走得比较快,用广义相对论的公式可以计算出,每天快大约45微秒。
在同时考虑了狭义相对论和广义相对论后,GPS卫星时钟每天还要快上大约38微秒,这似乎微不足道,但是如果我们考虑到GPS系统必须达到的时间精度是纳秒级的,这个误差就非常可观了(38微秒等于38000纳秒)。如果不校正的话,GPS系统每天将会累积大约10千米的定位误差,是没有用的。为此,在GPS卫星发射前,要先把其时钟的走动频率调慢100亿分之4.465,把10.23兆赫调为10.22999999543兆赫……
收起
实际情况应该按照广义相对论计算,因为卫星环绕地球运动,是处于地球引力场中,是整体非惯性系。狭义相对论只适用于匀速直线运动的惯性参照系中。 绕地球做匀速圆周运动的卫星由于受到引力作用,或者说受到引力场时空弯曲的影响,因此是处在非惯性参考系中的。 但是如果只考虑卫星附近局部区域的话,可以近似认为是一个局域惯性系;一旦考察范围扩大,比如扩大到地面与卫星之间,将显示出非惯性特征,也就是时空弯曲特征。就...
全部展开
实际情况应该按照广义相对论计算,因为卫星环绕地球运动,是处于地球引力场中,是整体非惯性系。狭义相对论只适用于匀速直线运动的惯性参照系中。 绕地球做匀速圆周运动的卫星由于受到引力作用,或者说受到引力场时空弯曲的影响,因此是处在非惯性参考系中的。 但是如果只考虑卫星附近局部区域的话,可以近似认为是一个局域惯性系;一旦考察范围扩大,比如扩大到地面与卫星之间,将显示出非惯性特征,也就是时空弯曲特征。就像大球面的局部小范围可以近似看成一小片平面,而一旦考察范围扩大,就会看出显著的曲面特征。
收起