有哪些关于相对论的误解?

如题所述

    狭义相对论只适用于惯性系。洛伦兹变换只适用于惯性系,但狭义相对论适用于所有参考系。和广相的区别在于狭义相对论只适用于闵式时空,而广相适用于所有伪黎曼空间。

    自行车后绑一个手电筒就能超光速。光走类光世界线,线长恒为0,不能当做参考系,因此不能谈及相对于光的包括速度在内的一切物理量。

    双生子佯谬解释为飞船加速运动为非惯性系,只能用广相解释。这个错误和第一个有点像,双生问题默认闵式时空,当然可以用狭相解释,就是地球系没有4加速而飞船系有。用地球系可以方便计算,没有必要自找麻烦用非惯性系计算。就算用非惯性系计算也与广相无关,因为这是闵式时空,不是Rabcd非0的广相背景时空。

    我站在一辆相对地面0.6c做匀直运动的火车上以0.6c速度相对火车跑,和速度1.2c超光速了。这个错误在于相对论速度叠加不是u+v而是(u+v)/(1+uv/c^2),两个0.6c叠加依然小于c。

    相对论里所有都是相对的。这个错误在于相对论里一堆绝对的,所有张量都是绝对的,比如4速、4加速、4动量、线元、度规等所有张量。相对的是这些张量的分量而非张量本身。

    只有洛伦兹变换这么一个坐标变换才能保证线元ds^2不变。这是一些初学者乃至对相对论有了一定认识甚至了解过张量后依然会错误的问题,因为很多广相专业书籍比如温伯格写的广相之类的都这么说。这个错误在于,这些人不懂洛伦兹群构筑过程。度规作为张量天然就有张量不变性,与坐标变换无关,洛伦兹变换是千变万化的坐标变换中保度规分量不变的线性坐标变换,写成数学方程为ds^2=gμνdx^μdx^ν=gμνdx'^μdx'^ν,这样就一目了然了,线元ds^2任取坐标变换都不变,即不论是线性变换aμ^ν还是非线性变换x'μ=x'μ(xν),都有ds^2=gμνdx^μdx^ν=g'μνdx'^μdx'^ν,但若想度规分量不变,只能是洛伦兹变换,即这些坐标变换中满足gμν=g'μν的线性变换才是洛伦兹变换。

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