质量、能量、时间,这3者有谁能简单通俗的阐述这3者的相互关系,这问题纠结我很长时间了

Question

质量、能量、时间,这3者有谁能简单通俗的阐述这3者的相互关系,这问题纠结我很长时间了

Answer 1

关于
原来的鬼蝶
2狭义相对论的相对论四维时间和空间
狭义相对论的相对论理论是一个时间和空间的四维概念的基础上,所以要认识到的内容相对论的时间和空间的相对论理论,有一个大致的了解.在数学上,有各种多维空间,但到目前为止,我们理解的物理世界,只是四维,三维空间加一维时间.现代微观物理学提到的高维空间是另一层意思,只有数学意义上说,不讨论这个.
四维时空是现实世界中的最小尺寸,我们的世界只是四维,至于高维的空间,至少在目前,我们还无法感知.我在一个帖子上说的一个例子,一把尺子是一个三维空间（不计时间）,其固定长度的旋转,旋转,它的所有的坐标值?改变坐标之间的联系.这时空的四维空间,时间的意义是,时间是第四维坐标,它是联系在一起的空间坐标,是统一的,不可分割的整体,他们是一个“此消彼长的关系.
4四维时空不限于,被称为质能关系,质量和能量实际上是相同的东西,质量（或能量）是不是独立的,而是相关的运动状态,如速度越大的更大规模在四维空间的时间,实际的质量（或能量）是第四维组件的四维动量,动量是描述物质运动的量,所以,质量的质量相关的运动状态是理所当然的.在四维空间,时间,动量和能量实现了统一,称为能量 - 动量四个矢量,同时还定义了一个在四维空间四维速度,四维加速度,四维力,的电磁场方程4D的形式,这是值得一提的是,四维电磁场方程形成一个更加完善,完全统一的电场和磁场,电场和磁场域是描述一个统一的电磁场张量.四维的时空规律的物理比3D的法律是完美的,我们的四维世界的确,至少它可以被说比牛顿力学完美的.至少由它的完美,我们不就可以了犯罪嫌疑人不当.
相对论,时间和空间构成一个不可分割的整体 - 四维空间,时间,能量和动量也构成了一个不可分割的整体 - 四维的发展势头,这显示了深刻的连接之间可能存在的性质看似无关的量.在未来,我们将会看到给的广义相对论之间的时间和空间的能量 - 动量四矢量深厚的纽带.

狭义相对论
互动永恒运动的物质,也没有运动的物质,没有物质的运动,因为这些物质是相互联系,相互作用的运动,因此,必须详细描述物质运动之间的关系,是不可能的基本原则隔离的运动的描述.换句话说,运动必须有一个参考材料,参考材料是参考系统.
伽利略指出,运动船仍在船上的运动无法区分,也就是说,当你在一个封闭的小屋,完全切断从外面的世界,所以即使你有最发达的头脑,最尖端的,最先进的仪器匀速直线运动,也没有办法察觉到你的船,或固定.更不可能的感知速度的大小,因为没有参考.例如,我们不知道整个宇宙的整体运动状态,因为宇宙是封闭的.爱因斯坦引用,作为狭义相对论的基本原则,特别相对论的内容：惯性系统完全等价的别无二致.的
著名的迈克尔逊 - 莫雷实验完全否定的的光以太网学说,来的光与参考系统的独立结论.换句话说,无论你站在在地面或飞行列车,测量光的速度是一样的,这是第二个基本原则的相对论,狭义相对论光速不变原理.
两个基本原则可以直接得到坐标变换相对论速度变换公式的狭义相对论的所有内容,如速度的变化,与传统的规则相矛盾,但在实践中被证明是正确的,如火车速度为10米/秒,一辆汽车在车相对速度为10m / s,地面上的人看车人的速度是20米/秒,但（20-10 ^（-15））米/秒左右.在正常情况下,相对论效应可以忽略不计,但附近的光的速度时,这种效应是显著增加,例如,列车速度为0.99倍的光的速度,该人的速度是光的速度的0.99倍,然后研磨观察的结论,比1.98倍光速的速度,但0.999949倍光速.车上的人看到了光明背后的拍摄并没有减慢光速的速度,他这个意义上,光的速度无法超越的,因为在该参考框架,以光的速度是恒定的.的速度转换已被无数次的实验粒子物理学是无可挑剔的.由于其独特的自然光,被选定为唯一的统治者四维时空.
4狭义相对论的影响
根据狭义相对论的原则,惯性导航系统是完全等价的,因此,在相同的惯性导航系统,有一个统一的时间,称为同时性,而相对论证明,不同惯性系中,但同时没有一个统一的,即,两个事件（空间时间点）的相关性在一处,在相同的时间内,在另一个惯性系统可能不是在同一时间,这是相对性同时发生在惯性导航系统,在相同的物理过程的时间进程是完全一样的相同的物理过程,测量时间,你可以得到一个统一的时间,整个惯性导航系统,可以知道未来的广义相对论,与非惯性,空间的时间是不统一的,也就是说,在相同的非惯性系中,有没有统一的时间,因此不能建立统一的同时性.的
相对论的出口时代的进步之间的关系不同的惯性框架,惯性系统进展缓慢的运动,这就是所谓的钟慢效应.通俗的理解,运动钟的钟走得慢不是静态的,和更快的运动速度较慢的时钟走的很近以光的速度,时钟已几乎停止.
长度的标尺是惯性参照系中,“同时”得到的坐标值?的两个端点的差.“同时,不同惯性系中的相对长度.证明相对论的理论,是统治者的运动方向的标尺长度比静止的尺子短,这就是所谓的长度收缩速度接近光速的速度,统治者收缩到一个点.


5狭义相对论的时间膨胀及长度收缩的相对时间进度的原则,从上面的语句,看到的效果.换句话说,时间表和参考系.这是一个根本上否定了牛顿的绝对时间和空间的,相对论的理论,绝对不存在,但是时间仍然是一个客观的数量.例如,接下来的问题将理想的实验讨论航天器可能已经是15岁的弟弟45岁的孪生兄弟,时间是相对的,但他确实还活着15年,他的弟弟觉得他们生活45年,这不是做参考系统,时间是“绝对的”.这表明,该对象的运动的状态无关,它经历一个客观的数量是绝对的,这就是所谓的适当的时间.换句话说,不管是什么形式的运动,即表示您同意喝咖啡的速度正常的生活规律被打乱,但其他人可能会看到你喝咖啡用了100年,放下酒杯走到了尽头只与第二个.

6时钟佯谬或双生子佯谬
理论的相对论诞生,是一个非常有趣的问题---双生子佯谬.一对双胞胎A和B,A在地球上,B火箭做星际旅行,多年后返回地球.爱因斯坦的相对论的理论,这两个经验丰富,B比A年轻的时候,他们又见面了断言.许多人怀疑,在运动中的B一看,BA也运动,为什么不是A比B年轻呢?可以近似地球的加速运动的惯性参考系,B去通过加速和减速的过程中,真正的讨论参考系统是非常复杂的,所以爱因斯坦显然已经讨论过这个问题,是很多人误认为,该理论相对论是自相矛盾的理论.如果空间 - 时间图的概念和世界的网上讨论这个问题很简单,只需使用许多数学知识和公式.只要使用这种语言来描述一个最简单的例子.但是,只有用语言无法更详细的说明细节有兴趣,请参考一些理论,相对论的书籍.我们的结论是,在该参考系统B比A年轻.
为了简化问题,只讨论这种情况下,火箭加速后的亚光速飞行一段时间后,在很短的时间,在极短的U型转弯,和飞行一段时间,极短的减速与地球相遇.略去这种治疗的目的是加速和减速的影响.商量好了,总是朝着的时钟火箭团聚B比一个年轻的地球参考系.火箭参照系,地球在一个统一的过程中移动的时钟,时间,比火箭内的一个缓慢的过程,但最关键的火箭掉头.在掉头过程中,经过很短的一段时间内,整个地球周长的一半,远远落后于火箭,以达到在前面很远的火箭.这是一个“超光速”.只是超光速相对论并不矛盾,这种“超光速”不传递任何信息,而不是真正意义上的超光速.如果没有这个掉头过程中,火箭和地球不能得到满足,没有统一的时间在不同的参照系,它无法比较他们的年龄,他们遇到了唯一可以比较的.火箭掉头,B不能直接接受A的信息,因为信息传递需要时间. B见的实际过程是在转的过程中,地球的时间表突然加速. B,比B年轻的一个现实,然后迅速转身老化时,返回一个比自己老化的慢断.留尼旺,他仍然是年轻的比.换句话说,相对论,没有任何逻辑上的矛盾
狭义相对论摘要
相对论的物理定律的要求保持不变,根据坐标变换（洛伦兹变化）.经典电磁理论不加牛顿力学到相对论框架的唯一的情况伽利略变换不变,原有的简单的形式非常复杂,根据洛伦兹变换.经典力学机械系统的情况下保持不变的洛伦兹变换被称为相对论力学.
狭义相对论的建立,的物理发挥了巨大的推动作用.量子力学的范围和深度的高速粒子不可缺少的理论研究,取得了丰硕的成果.然而,成功背后的原则的问题,也有未解决的左右两个.第一个是惯性系所造成的困难.无法确定被遗弃的绝对空间和时间的概念,成为惯性导航系统.我们可以说,在惯性参照系建立的惯性参考系统的法律.的本质,法律的的惯性不反对外部势力以保持静止或匀速直线运动状态的.然而,不受外界的“是什么意思?只能说,不受外界的是一个对象,它可以在静止或匀速直线运动的惯性参照系.因此,一个周期的逻辑惯性系的定义,这样的定义是无用的.总是可以找到一个非常近似的惯性系统,但不存在于真实宇宙的惯性导航系统,在整个建筑在沙滩上的一般理论,第二个是重力和绝对时间的引力所造成的困难.法律和空间是紧密相连的,必须予以纠正,但任何的情况下保持不变的洛伦兹变换的尝试失败了,万有引力被包含在狭义相对论的框架.物理学界发现的两股力量的重心电磁力,一来麻烦,当然不会满意的.
爱因斯坦只用了几个星期,建立狭义相对论,要解决这两个困难,但是,建立广义相对论十年的时间.要解决的第一个问题,爱因斯坦干脆取消理论的惯性系统中的特殊地位,促进非惯性系的相对性原则.第一个问题到非惯性系的空间参考时空结构的问题.非惯性系中遇到的唯一绊脚石是惯性力的惯性力,被称为互惠的原则,深入研究,参考系统的问题可能会得到解决,引力,经过多次曲折,爱因斯坦终于建立了一个完整的理论,广义相对论.所有物理学家的惊喜一般相对论,引力是远远好于预期,复杂得多.已到目前为止,爱因斯坦场方程只得到一个数一个数确定的解决方案.它是美丽的数学形成,但是,到目前为止,物理学家是惊人的.取得了巨大成就的广义相对论和量子力学的理论,创立和发展的哥本哈根学派也取得了重大突破.物理学家们很快就发现,这两种理论和不兼容的,至少有需要,因此引发的那场著名的论战：爱因斯坦VS哥本哈根学派.到现在为止,争议并没有停止,只是越来越多的物理学家们更倾向于量子理论.为了解决这个问题,爱因斯坦的后花了10年生活,但一无所获.但是他的工作物理学家指出了方向：建立一个统一的理论的四大势力.目前学术界公认的最有希望的候选人是弦理论和超膜理论
8.
相对论广义相对论概述出来,人们看到的结论是：四维弯曲时空,有限无边的宇宙,引力波,引力透镜,宇宙大爆炸理论,以及主旋律二十一世纪 - 黑洞等.所有的太突然,让人们感到神秘的相对论相对论问世的最初几年,一些人扬言要“全世界的男人只有12了解相对论的.有些人甚至说,“只有两个,一,一半的世界人民,以了解相对论的.更重要的是,相对论”的精神外科手术的理论“的招魂术一样面值.事实上,在理论的相对论并不神秘,它是最朴实的理论,经验丰富的数千次实践检验的真理,更不是高不可攀.几何,
相对论的应用程序不是普通的欧几里德几何,但黎曼几何.我相信很多人都知道,非欧几里德几何,它分为罗氏几何与黎氏几何2.黎曼统一从更高的角度看,三个几何黎曼几何.在非欧几里德几何中,有很多的奇怪的结论.三角形内角之和不是180度,圆周率是3.14等,所以刚刚推出了嘲笑,被认为是最无用论.注意,直到发现其在球面几何中的应用.
>如果没有物质的空间,时空是平坦的,欧几里德几何是足够的.例如,在狭义相对论中的应用程序,是一个四维的伪欧氏空间.添加一个伪字,因为时间协调提前虚数单位i.是物质,物质和空间的互动,空间 - 时间弯曲的空间时,有必要使用非欧几里德几何.
相对论预言引力波的存在,引力场和引力波以光的速度旅行,否定了万有引力定律的超距作用.当遇到大质量天体的恒星发出的光,光线会重新聚合,那就是,可以观察到被封锁的天上的星星.在正常情况下,锯一环,被称为“爱因斯坦环”.爱因斯坦场方程的宇宙,宇宙是没有稳定,扩展或收缩.宇宙学宇宙是无限的,并且仍然,明星也是无限的.所以他不犹豫的场方程,加入了宇宙项,获得一个稳定的解决方案,提出了有限无边的宇宙模型.不久,哈勃发现著名的哈勃定律,提出的宇宙膨胀理论,爱因斯坦这样做就后悔了,放弃了宇宙项,说这是他一生最大的错误,在今后的研究中,物理学家们惊奇地发现,宇宙不只是扩展简直是在爆炸.在一个非常小规模的分布极早期宇宙,在宇宙中,科学家需要研究粒子物理学的宇宙演化提出了一个更全面的模型,需要观测和理论宇宙学家和粒子物理学家丰富和发展粒子物理.在这种方式中,物理学研究的最高和最低的两个最活跃的分支：粒子物理学和宇宙学等相互结合.喜欢它在高中物理的序言中说,作为一个怪蟒咬自己的尾巴.这是值得一提的是爱因斯坦的静态宇宙是被遗弃,但它是有限无边的宇宙模型是在宇宙中,1的三种可能的命运的未来,和最有前途的.宇宙长期在最近几年已被重新注意.黑洞的问题将在以后的文章中讨论.黑洞和大爆炸理论的相对论预测,虽然它们的内容,但超越极限的理论,相对论和量子力学,热力学组合相当接近.

广义相对论的基本原则在将来不能被定义由于惯性帧,爱因斯坦的相对论原理扩展到非惯性系的广义相对论原理：广义相对论的原则,其内容,所有参考系统描述自然的规律是等价的,这是非常不同的狭义相对论的原则.在不同的参考系统中,所有的物理定律是完全等价的,也没有描述的区别,但在所有的参考系统,这是不可能的,只能说不同的参考系统,可以同样有效的法律性质的描述,这需要我们找到一个更好的描述方法来满足这一要求.狭义相对论,很容易证明的外周的旋转盘率大于3.14.因此,可以使用共同的参考系统应黎曼几何描述第二个原则是光速不变的原则：光的速度是恒定的参考系统中的任何是固定的,它相当于在四维空间 - 时间的光点的空间 - 时间,然后空白是平的,在三维空间中的光的直线运动的速度,光时,坯料被弯曲成三维空间中,沿弯曲的空间运动的光可以说引力允许的光偏转,但不加速的光子.第三个原则是最有名的等价原则.质量有两种,惯性质量是使用作为一个衡量的惯性大小的物体,最初定义由牛顿第二定律.引力质量,以测量引力负责的对象的大小,在第一个定义牛顿的万有引力定律.这两项法律是相互独立的.惯性质量是不相等的电荷,即使到目前为止是没有关系的.惯性质量和引力质量（引力负责）,在牛顿力学中不应该有任何关系.最复杂的测试,但是,不能发现它们之间的区别,惯性质量和引力质量养鹅程（选择适当系数的比例,允许他们严格相等）.广义相对论的惯性质量和引力质量是完全平等的等价原则.挂的惯性力惯性质量和引力质量与引力链接.在这种方式中,非惯性力与引力之间的联系.在引力场中的任何一点可以介绍一个小自由落体的参考系统.本参考系统既没有惯性力惯性质量和引力质量相等是不受到重力,你可以使用所有的狭义相对论.相同的初始条件,质量不等等效原理,带电粒子在电场,不同轨道,但所有的点在同一个引力场的轨道.爱因斯坦认识到,引力场很可能不是在外部场的时间和空间,但一个几何领域是时空本身的属性,由于物质的存在,原平空间时变成弯曲的黎曼空间时间.成立于广义相对论,第四个原则,惯性定律：力（重力,做惯性运动,因为引力是不是一个真正的力量除外）的对象.黎曼时空,正沿着测地线.测地直线促进和在两个点之间的线是最短的（或最长的）,例如,超过球体中心的平面与球面大圆球形测地线截获弧.创广义相对论,这个场方程法可场方程的出口,所以惯性定律,惯性定理,这是值得一提的是,伽利略匀速圆周运动是惯性运动匀速直线运动总是关闭了一圈.此建议是为了解释行星的运动.他自然不少牛顿力学完全,但相对论轮到复活的行星确实这样做惯性运动,但不是标准的匀速圆周.
> 10蚂蚁和蜜蜂,几何想象的生活,蚂蚁一平二立体表面,因为它是一个二维生物,所以没有立体感.如果蚂蚁生活在一个大平面上,创立了欧氏几何的做法.如果是住在一个球体,将创建一个三角形,和大于180度,其直径的圆的圆周的比例是小于3.14的球面几何形状,但如果蚂蚁生活在一个伟大的球体,当它的“科学”不发达,活动的范围是不足够大,它是不够的发现,住在小球接近平面的球形弯曲,所以它会首先建立欧几里德几何.当其科学和技术的发展,它会发现一个三角形大于180度的,比一个圆的周长与其直径小于3.14,实验事实.如果蚂蚁有足够的智慧,它会得到的结论是,宇宙是一个弯曲的二维空间,最后将其自己的“宇宙”的测量时间被关闭,他们的宇宙（周长将返回的地方）,有限的,到处都是相同的“空间”（表面）,弯曲的程度（曲率）,他们会绕宇宙和宇宙的比喻,和宇宙是“通知”的第三维的感觉.没有,所以它不能想象他们的宇宙是如何被弯曲成一个球,更无法想象他们是“无边的宇宙中存在一个三维的平面空间,在有限的面积为球形.他们是很难回答的,“宇宙之外是什么样的问题.因为他们的宇宙是有限无边的封闭二维空间的概念是难以形成的”外部“.
蚂蚁必须使用”因为蜜蜂是生物的三维空间,二维表面嵌入在三维空间“一目了然开发的技术”,可以发现,在抽象的事实,蜜蜂可以很容易地提供了一个直观的图像描述出来. “,也很容易形成球形的概念.蚂蚁其自身的科学和技术,以相同的结论,但它不是图像,是严格的数学.
这表明,不仅是高维空间生物低维空间中,聪明的蚂蚁可以找到的球形弯曲,并最终建立完善的球面几何的知识,其深度是比蜜蜂更糟糕.
黎曼几何是一个巨大的几何公理体系,致力于为弯曲空间的各种性质的球形的几何形状,除了它是一个非常小的一个分支,它不仅可用于研究二维表面的球形,椭圆形的脸,双曲面,也可以用于研究的高二维弯曲空间.这是最重要的数学工具,在广义相对论.黎曼建立黎曼几何曾预言真正的宇宙是弯曲的,弯曲的存在,无论是空间的原因,这其实是一般的相对论理论的核心内容.黎曼做不喜欢爱因斯坦丰富的物理知识,因此无法建立广义相对论.

爱因斯坦在建立广义相对论的11广义相对论的实验验证,提出了三个实验,并迅速验证：（1）引力红移（2）光线偏折（3）水星近日点进动,直到最近的第四次核查：（4）雷达回波的时间延迟.
（1）引力红移证明广义相对论,引力势的固有时间的推移是缓慢的.天体接近,速度较慢的时间,因此,表面原子发出的光的天体周期变长,由于光速不变,相应的频率较小的,移动的红色方向,称为引力红移的频谱.许多致密的天体,可以测量它们发出的光,并通过比较,与相应的原子的地球发射的光的频率,发现红移与理论相符的相对论语言在宇宙中.20世纪60年代初,在使用伽玛射线在地球的引力场无后坐力共振吸收效应（穆斯堡尔效应）测量的红移光垂直传输22.5M,结果一致相对论预言.
>（2）偏转光：在波浪理论的光,光在引力场中应该不具有任何偏转半经典量子理论加上牛顿的理论重力“混合产品普朗克公式=人力资源和质能公式= MC ^ 2.产品质量的光子,在靠近太阳的光的偏转角,然后牛顿的万有引力定律是0.87秒,偏转角的计算根据相对论的一般理论. 75秒,上述角度的两倍. 1919年,第一次世界大战刚刚结束,英国科学家爱丁顿派出两个探险,有机会利用日食观测,约1.7秒的观察的结果,只是在相对论实验误差范围内.太阳大气中,光的偏转引起的误差的主要原因.依靠射电望远镜可以观察到的类星体无线电波在太阳的引力场偏转,和不必等待日食这次难得的机会.精密测量进一步证实了相对论的结论.
（3）水星近日点进动：天文观测水星近日点移动5600秒,每世纪中,人们考虑的各种因素,根据牛顿的理论只能解释5557秒,只有43秒无法解释.广义相对论的计算和法律的重力（平方反比定律）的偏差,这种偏差是水星的近日点移动43秒,每世纪.
（4）雷达回波实验：从地球的行星发射雷达信号,接收到地球的反射信号,测量信号,并从时间和空间,以测试是否弯曲（检验三角形内角之）20世纪60年代,美国物理学家克服困难,做这个实验,结果与相对论预言一致. “
依靠仅仅对这些实验是不足够的,以解释相对论的正确性理论只表明,它是比牛顿的万有引力理论的理论更为准确,因为它包含了牛顿的重力理论,牛顿的理论也没有解释的现象可以进行说明.但不能保证,这是最好的理论,也不能保证是否已建立的相对论中的极端弯曲的时空区域（如一个黑洞）.