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潜水艇接近光速时是浮还是沉?

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潜水艇接近光速时是浮还是沉?

发布日期:2020-08-12 00:00 来源:http://www.qtmuseum.com 点击:

一艘以光速行驶的潜艇会漂浮在海里还是最终沉没?这是一个悖论,一个源自爱因斯坦相对论的著名的“海底悖论”。巴西科学家通过研究表明,它将沉入海底。大连哪个地方好玩


根据爱因斯坦的相对论,物体的长度在运动方向上收缩。例如,在站台上静止的观察者眼中,以接近光速运行的火车会变短。在火车上的乘客眼中,火车正以接近光速的速度前进,但正在后退的站台却缩小了。

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所谓的“潜艇悖论”指的是这样一种理论情景:首先,假设一艘完全沉入海底的潜艇在相对于海水静止时能够保持平衡而不上升或下降,然后假设它在平行于海面的方向上以接近光速的速度行进。基于相对论效应,物体的长度在运动方向上收缩,潜艇本身收缩,变得更密集,最终在相对于海洋静止的船上的观察者眼中下沉。然而,潜艇船员看到的是快速后退的海水正在收缩,密度越来越高。他们会得出结论,潜艇会上浮,因为海水密度越高,浮力就越大。根据相对论,这两种观点似乎都没有错。潜艇是沉还是浮的矛盾由此产生。


巴西科学家指出,“潜艇悖论”令人困惑,因为提出这一悖论时没有考虑海水重力场对潜艇的影响。在不同的参照系中,相对于海水静止的观察者和潜艇船员的重力场是不同的。通过严格的数学推理,他们发现,从潜艇船员的角度来看,当潜艇相对于海水静止时,以接近光速运动的潜艇的有效重力实际上大于潜艇的有效重力。由于海水密度增加,重力将超过浮力,最终导致潜艇下沉。


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