目前世界上有哪些产品是利用爱因斯坦相对论做出来的?

独向远方


最直接的产品就是我们每天都在用的卫星导航定位系统,比如GPS定位还有我国的北斗定位系统!卫星定位系统就是利用了狭义光广义相对论原理!

狭义相对论表明,速度可以影响时间的快慢,也就是所谓的时间膨胀,速度越快时间流逝就相对越慢,只不过通常情况下我们都在低速世界,不可能感受到时间膨胀,但卫星定位系统要求非常精确,必须考虑到速度的影响,时间膨胀会让卫星上的时钟每天慢7微秒!

同时,广义相对论也表明引力同样可以影响时间,引力越强,时间流逝就相对越慢!而卫星的引力比地面的引力小,所以卫星上的时间就是速度更快,每天快45微秒,综合起来,卫星上的时间比地面上的时间每天快38微秒,要想保持一致,比如对卫星上的时钟进行校正,否则卫星定位系统会彻底失效!

除了卫星定位系统,还有核能的利用,比如核武器,核电站等,基本理论都是爱因斯坦相对论中的质能方程。当然,并不是说质能方程导致了核武器的出现,它只是一个基本理论,催生核武器诞生的并不是质能方程!就像我们都明白质能方程,但我们不会只要原子弹!

相对论的应用还有粒子加速器,由于粒子的速度都接近光速,必须考虑粒子的时间膨胀效应,否则实验就无法进行下去!

同时,相对论还预言了引力波和黑洞,都已经科学家们发现!

有人可能会提出质疑:相对论如此伟大,为何没有太多实际应用的产品呢?不像牛顿的经典力学的应用挖我们生活中随处可见!

主要原因还是因为我们生活在低速世界,可以近似地认为就是生活在绝对时空里,当然统治我们世界的是牛顿的经典力学,而不是相对论!如果将来某天我们真正开启了星际旅行,以亚光速飞行,相对论会彻底统治我们的世界,相对论的应用也会随处可见!


宇宙探索


相对论是爱因斯坦1905年提出的狭义相对论和1915年提出的广义相对论的总称。它颠覆了经典物理理论,主要解释了时空与引力的问题。在现实生活中最主要的应用就是卫星定位。根据相对论的解释,时间只是一个相对的存在,时间在受到物质引力作用和物质速度变化时,会发生"钟慢效应”,卫星上的时钟由于距离地球引力比地球上的时钟更为遥远,所以卫星上的时间就会快一些,而卫星运行的速度远超地球上的物体,这会使得卫星上的时间慢一些,但两者相加,不会完全抵消,还是会得到一个"可观″的"钟慢效应″,尽管这些时间变化很微小,但应用到卫星同步定位时就会发生很大的误差,每秒误差可达115米左右。所以卫星上的原子钟要根据相对论进行校正,这样才不会发生定位误差。

美国早年的卫星定位系统由于没有根据相对论进行校正,每天误差达10公里以上,这是相对论发威的最有影响力的事件。

除了卫星定位,相对论在天文学、核电、核武器制造、医疗放射、粒子加速器等领域都有应用。

而相对论关于"光速不变、时空扭曲″等概念却为科幻主题电影提供了无限的创作灵感。

至于和实际生活中的产品并没有太大的关系。伟大的科学理论往往是没有什么实际用处的,但它能拓宽人类对世界、对宇宙的认知,指导人类科学研究的方向,同时经得起历史和实践的检验。因此爱因斯坦的相对论是科学史上真正伟大的理论。





科学的奥秘


经典力学之后,物理理论出现严重方向性错误。

经典力学为人类物理理论作出杰出贡献:

1,明确了“受力分析”的物理基本分析方法。

2,在寻找物质基本性质方面作出杰出贡献,提出“作用力与反作用”“惯性”概念。

经典力学之后的相对论和量子力学,不但没有吸纳经典力学以上务实的“两点”,倒把物理学引向虚无漂渺的幻境,试问时空定义是什么?怎么能与弯曲扯上关系呢?试问量子定义是什么?怎么无受力分析就纠缠呢?


天山我才


虽然中国古代的四大发明是在不知道理论的情况下偶然发明出来的,但近代以来技术大都是在理论诞生后才发展出来的


在科学的所有分支中,物理学毫无疑问是稳坐头把交椅的,百年来人类生活的方方面面都是因为物理学的进步而进步,现在科技社会更是建立在爱因斯坦相对论和玻尔等人的量子力学上的

,然而虽然很多人都听说过相对论,但却并不知道相对论在日常生活中到底发挥了什么作用。

那么现代物理学两大支柱之一的相对论,到底出现在了现代社会的那些方面呢?


我们首先来说狭义相对论,目前而言人类对狭义相对论的应用主要就是时间膨胀公式,因为现代科技结晶之一的人造卫星由于长期高速绕地球公转,其内的原子钟要比地球上的原子钟稍微慢一点,如果不用时间膨胀公式来消除这个误差的话,经年累月后卫星将彻底无法为地面上的人提供精确导航。

除了时间膨胀公式外,上个世纪人类制造出的原子弹和氢弹背后也有狭义相对论质能方程的影子。

话题转移到广义相对论上来,坦白说广义相对论目前的主要应用领域还是宇宙学和天文学,因为广义相对论本身就是爱因斯坦为宇宙设计的“模型”,现代天文学家可以用广义相对论的引力透镜开观测更遥远的星系,也可以用广义相对论来计算黑洞等极端天体的信息数据。

从实际角度出发,人类目前还远远没有发挥出相对论的全部威力,毕竟它只是一个诞生一个多世纪的“新理论”

在可以预见的未来,人类把理论转化为技术的脚步会不断加快,我们终有一日能把相对论完全转化为技术为我所用,届时的人类文明也将迎来新的腾飞。


宇宙观察记录


狭义相对论和广义相对论的区别是,前者讨论的是匀速直线运动的参照系(惯性参照系)之间的物理定律,后者则推广到具有加速度的参照系中(非惯性系),并在等效原理的假设下,广泛应用于引力场中。相对论和量子力学是现代物理学的两大基本支柱。

而回旋加速器就是靠相对论来完成的。1930年,Earnest O. Lawrence提出了回旋加速器的理论,他设想用磁场使带电粒子沿圆弧形轨道旋转,多次反复地通过高频加速电场,直至达到高能量。

回旋加速器的发展经历了两个重要的阶段。前20年,人们按照劳伦斯的原理建造了一批所谓经典回旋加速器,其中最大的可生产44MeV的α粒子或22MeV的质子。但由于相对论效应所引起的矛盾和限制,经典回旋加速器的能量难以超过每核子20多MeV的能量范围。后来,人们基于1938年托马斯提出的建议,发展了新型的回旋加速器。因此,在1945年研制的同步回旋加速器通过改变加速电压的频率,解决了相对论的影响。利用该加速器可使被加速粒子的能量达到700MeV。使用可变的频率,回旋加速器不需要长时间使用高电压,几个周期后也同样可获得最大的能量。在同步回旋加速器中最典型的加速电压是10kV,并且,可通过改变加速室的大小(如半径、磁场),限制粒子的最大能量。

总之,爱因斯坦的相对论对人类的发展是极大的。


河北薛之谦


相对论作为人类史上最伟大的理论之一,传播甚广。相对论在历史的长河上无数次地被证实了正确性,更被应用在各种各样的设备和产品中。

然而,仍然有不少答案将相对论错误的介绍在了一些其他的应用上因此,本文将通过以下两个方面进行回答,即相对论应用的辟谣与相对论理论正确应用的实例

谣言:原子弹应用了相对论理论

在爱因斯坦自传中,曾经提到了相对论中著名质能方程和原子弹的关系,现摘出并翻译如下:质能方程作为描述质量和能量关系的数学公式,可以定量的解释和宏观的分析原子弹的爆炸威力,然而,却不能直接指导原子弹的设计和制造。

因此,原子弹应用了相对论理论这一说法实为谣言

相对论理论应用实例

  • 实例一:GPS系统

全球定位系统(GPS)是一种基于卫星的无线电导航系统,它为全球的GPS接收器提供地理位置和时间信息,在地球上或地球附近的任何地方,只要有4颗或4颗以上GPS卫星则可以实现信息的传递。

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工学脑洞


爱因斯坦只是个数学天才,相对论仅仅是与一些物理现象强行自洽的谬理论~~~~~~~~~~~~~~《 万有引力的来源》

摘要:艾萨克•牛顿发现了万有引力,然后又发现了运动三定律,亨利•卡文迪许用 扭秤 证明了万有引力 定律正确性,并算出了地球的“质量”,但都没对引力的来源给出明确的解释。阿尔伯特•爱因斯坦更是玄之又玄的把引力的来源解释为物质对空间造成的凹陷。本文将根据一些小实验和理论推导对以上的某些观点进行纠正与反驳。

关键词:内能(热力学能),引力,地球质量,扭秤,重力加速度,。

引言:耳熟能详的定律,质量越大,引力越大,但还有一个被人类忽视的数据,那就是内能。天体的质量越大,引力越大,内能越大(此文的内能是抛开 所有化学反应,核反应的 热力学能)。那么引力的来源是不是高能量体与低能量体的温差效应呢?看下面的实验。

三个质量相同铝球,用液氮把两个铝球分别散热到零下150℃与零下50℃,还有一个与室温温度相同20℃。观测三个铝球近距离的水气有什么反应。观察到的结果是零下150℃的铝球对附近水气有很大的吸引力,有明显的重力加速度现象,末端水气落体速度大约是零下50℃铝球的三倍。而与室温相同的铝球对水气毫无反应。5分钟后终止实验,零下150℃铝球结霜质量大约是零下50℃铝球的三倍。

我们用这个实验是不是能说明两物体的引力大小与两物体内能的大小相关呢?内能差越大,引力越大,与质量无绝对关系。那么在地球上为什么质量越大的物质,引力越大呢?这么说吧,地球是个巨大的能量体,她对所有的低能量体都有 热平衡 需求,她会根据 低能量体所能承载的热量产生引力,也就是说相同温度(内能)的1千克水与1千克油分别放到地球地心,地心下降的温度是一样的。

根据此实验说明两个物体没有 热平衡需求就没有引力,那么亨利•卡文迪许的扭秤又是怎么算出“地球质量”的呢?他的扭秤为什么出现扭力呢?还准确推导出引力常量。5.965*10^24到底是地球的内能还是地球的质量?我们根据 F=GmM/r^2计算出了太阳系的大部分行星的 轨道与速度,卫星的均速圆周运动,这足以说明F=GmM/r^2正确性,那么一个天体的内能值与质量值一定很接近。为什么会很接近呢?是根据质量有了内能?还是根据内能的大小有了质量?看下面的实验与理论推理。

亨利•卡文迪许的扭秤为什么使两个没有热平衡需求的两对铅球出现引力呢?

看实验,准备两个磁力不同的磁铁,一根铁丝,一些细铁砂,释放静电,先用铁丝吸铁砂,肉眼观察下是毫无吸引力。然后把强磁铁放到铁丝底端,整根铁丝会吸住很多铁砂,距离磁铁越近吸住铁砂越多,换上弱磁铁,铁丝吸引的铁砂要少的多。根据这个小实验去理论推导下个实验,我们把引力看作成弱磁现象,扭秤的两对铅球之所以会互相吸引,完全是因为在地球的引力磁场上。小实验里我们可以轻松的把磁铁放到一旁,以现在的科技我们也可以轻松的把扭秤送到太空,送到月球,那时你会发现扭力与此区域 重力加速度 值成正比。引力越小,扭秤的扭力越小。月球上表面的扭力只剩下地球上的1/6。

我也做了个简陋的扭秤,在只有4个质球实验下,加大两对质球的温度差,会得到不同的扭矩。我也猜测是不是空气对流加剧造成的,但一直没有找到真空实验室而搁置。(具体的温度差与扭矩比例,由于扭秤的简陋,就不一一叙写了)。

此理论的最有力的证据还是需要把扭秤送到太空,送到月球。

那么太阳系天体的质量值与内能值为什么如此相近呢?太阳除外。因为太阳是中心,在太阳系中是悬浮不动的,即使内能值与质量值差距很大也测不出来,又点燃了核聚变。理论上来讲,内能值远高于质量值。所以我们现在根据引力算出的太阳质量(其实是内能)远远大于真实质量。大家都知道太阳是气态的,而密度竟然是地球的0.26倍,这是荒谬可笑的,他的意思也就是说一立方氢气与一立方土的质量比是0.26 : 1,就算把氢气压缩到液态,这个比值也相差甚远。太阳的平均密度1.4克每立方厘米,氢液态才0.07克每立方厘米,矛盾吗????(别害怕,目前太阳质量不可测,看下面实验)。

每个天体都有一个心核,太阳的心核最大,我们根据心核大小比例,做出九个铝球,分别代表太阳与八大行星。全部冷却到零下200℃,把太阳放到实验室中心,按照距离比把八大行星摆好,悬浮运转,2个小时后结束实验,结霜质量比与太阳系天体质量比一致。水气代表分子云,心核是宇宙所有天体的种子。遇到肥沃土壤(分子云)就会根据大小演变成恒星或行星(没有心核的分子云是一团死云,不会孕育出任何天体,否则违反热力学第二定律)(这个仅仅是逻辑推理,猜测)。

引力不是绝对的,我们分别把太阳、地球、月球的内能设为1000焦耳,100焦耳,10焦耳。然后把地球加热到500焦耳,地球与太阳引力会变小,地球与月球引力会变大。

在此理论正确的前提下,F=GmM/r^2还能继续使用吗?当然可以,只不过要稍微修改一下,首先就是其中的一个M改成U。那么以引力计算的1热值等于多少焦耳?这就需要广大科学家的共同计算了。

母式:F=GUm(1-u/U)/r^2

此公式也不是适用于任何引力场,(只有两物体质量与半径相同的情况下才能做到误差为0,比如冰球实验,你可以理解为把铝球切割成与水气大小相等颗粒,然后每颗粒与水气产生的引力全部相加)。就如F=GmM/r^2无法解释水星近日点进动,爱因斯坦广义相对论描写的引力与量子力学格格不入。可以说很难有一个引力公式通用于宏观与微观等多种引力场,只有根据不同的引力场拿出不同的公式给予计算。

微博昵称:小冰球

微信:chenzhuanyun1982


陈转运


我们身边就在天天用相对论技术的产品!

比如我们日常使用的GPS定位系统,就是应用了相对论的时间是相对的理论。距地面大约14000公里的GPS卫星,应用相对论知识,其卫星上的时间,每天比地面时间快38微秒。38微秒的差别,可以让地面的定位相差好几公里。幸亏科学家们相信相对论,相信时间不是绝对的,因此他们不断调整和优化时间,才有我们天天使用的GPS,才让我们车载导航行驶在正确的道路上。

哪些不相信相对论的人,你们最好写信给定位的产品的公司,要求专门为你们生产不需要调整时间的定位系统。这样的话,到不了目的地是小事,直接导向河流海洋也是常事。这样的话,下次科协统计中国人的科学素养水平,也能大大提高几个百分点。


明日Will



爱因斯坦在1905年、1915年分别提出了狭义相对论和广义相对论,这也是爱因斯坦最引以为傲的成就,从此人们对引力有了全新的认识:引力场其实是质量物体将周围的时空弯曲。而这在无数的天文观测中得到了证实,比如日全食时在太阳附近出现的光线偏折、2013年探测到的引力波、今年的第一张黑洞照片…

相对论最主要是在粒子物理、天体物理等科研领域应用较多。

100多年来,人们利用这个理论制造了

GPS卫星导航和核能,这大概也是相对论在生活中最大的两个应用了。

相对论产品——GPS卫星导航

GPS卫星导航已为全球各行各业带来便利,它最初是1958年由美国军方研究的,在1964年正式投入使用。在1994年,美国海陆空研究20多年、投入300亿美元的24颗GPS卫星已覆盖了全球98%的区域。自此以后,全世界都得益于高精度、高效率、多功能、快速的定位导航系统。

GPS的原理就是将原子钟的时频信号用微波发出,接收器用时频信号、光速得到相对卫星位置,最终实现定位。

但在应用中发现,原子钟时频在不同卫星轨道飞行速度不同时,会受到相对论中的多普勒频移及引力红移干扰,所以需要修正才能完成精准定位。

相对论的核能应用

核能是大家都熟知的,比如核聚变的氢弹、核裂变的原子弹、核裂变的核电站、航天的核电池…而这些都基于爱因斯坦狭义相对论的质能方程E=mc²。


弄潮科学


相对论已是错误理论无疑,但他的思维实验已严重影响了百年来后代科研人员的思维方法,如十维时空、十八维时空说法层出无穷,想像代替了严谨,推论代替了实证,使科学理论越来越玄,科学成果则越来越少。


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