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[締造高質膠登][原創] 召喚所有物理JJ,由淺入深,談談四維時空與狹義相對論
本人以前經常係高登答人物理問題,但由於高登充斥太多小學雞
有次試過用左一個鐘,為條DES雞詳解一條物理問題
結果只換來一句︰不如你直接講個答案比我聽
雖然都見到唔少巴打對我賜酒以示鼓勵,但我仍久久不能釋懷

作為高登難民,逃到膠登,認為此處大有作為
適逢在之前一個有關黑洞的post中,發覺唔少巴絲對四維時空有興趣
有見及此,會在此post細談四維時空與狹義相對論
並盡量回答巴絲疑問,望藉住此post
能為提升膠登討論區的質素,盡一分綿力

利申︰本人不是主修或副修物理,其物理知識只來自平時細閱科普文章。歡迎任何巴絲參與討論或指正

為於膠登推廣學術風氣,關於此帖,本人有三大原則
1. 所有有關知識,只求讀者有會考程度數學及初中物理根基,只要IQ正常,細心咀嚼後應可看得明白
2. 所有數學、物理或有關項目,均使用中文名詞
3. 不使用任何錯別字

亦煩請在此帖留言者奉行以上原則
Good3Bad0
2013/06/23, 11:06:31 上午
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總之,現代物理學有兩大分支
其一係廣義相對論,對於大物體如星體描述得好正確,亦都解釋左引力,咁黑洞係廣義相對論其中一個預言,已經被證實存在
其二係量子力學,對於小物體如中子,電子(或更小的粒子),描述得好正確,可以用機率準確預言實驗結果,之前話搵到上帝粒子就係量子力學一個好大既實證

但係兩樣野唔相容,即係互相解釋唔到大家,甚至係有矛盾

例如廣義相對論認為一切因果已定,只要知道全宇宙所有野既資訊,理論上可以計算未來一切
量子力學所有計算都係用機率描述,未來所有野都係未確定

又例如廣義相對論講冇資訊可以快過光速
但係量子力學理論上可以係同一時間,將一個粒子既資訊,傳去一段隔離,實現超光速(零秒實時)傳訊

咁宜家好多科學家都想將兩個理論合埋,因為我地大概相信世界應該係由一套好簡單既rules所規範
經過疊加好多好多次條rules,先令到個世界咁複雜
冇理由細粒既量子力學,好多好多粒粒子變成星球後,會變成唔符合量子力學

霍金點解咁出名,就係因為佢成功將量子力學套用於黑洞邊界,從而推論黑洞原來會慢慢蒸發

咁暫時有兩套理論大概可以將呢廣義相對論同量子力學合埋
第一個係弦理論,係主流,要將世界變成十一維,先可以合理解釋
第二個就係圈量子引力理論,將時空交織為一片數字網絡,係用好深好煩既數學搞出黎

最慘係,以上兩套野,係不久既將來,都非常難用實驗驗證
即係淪於9up,不過係好深層次既9up
原因係我地極難對於太細小既粒子,準確測量粒子間非常弱既重力
#812013/06/24, 2:30:02 凌晨
引用快速引用
總之,現代物理學有兩大分支
其一係廣義相對論,對於大物體如星體描述得好正確,亦都解釋左引力,咁黑洞係廣義相對論其中一個預言,已經被證實存在
其二係量子力學,對於小物體如中子,電子(或更小的粒子),描述得好正確,可以用機率準確預言實驗結果,之前話搵到上帝粒子就係量子力學一個好大既實證

但係兩樣野唔相容,即係互相解釋唔到大家,甚至係有矛盾

例如廣義相對論認為一切因果已定,只要知道全宇宙所有野既資訊,理論上可以計算未來一切
量子力學所有計算都係用機率描述,未來所有野都係未確定

又例如廣義相對論講冇資訊可以快過光速
但係量子力學理論上可以係同一時間,將一個粒子既資訊,傳去一段隔離,實現超光速(零秒實時)傳訊

咁宜家好多科學家都想將兩個理論合埋,因為我地大概相信世界應該係由一套好簡單既rules所規範
經過疊加好多好多次條rules,先令到個世界咁複雜
冇理由細粒既量子力學,好多好多粒粒子變成星球後,會變成唔符合量子力學

霍金點解咁出名,就係因為佢成功將量子力學套用於黑洞邊界,從而推論黑洞原來會慢慢蒸發

咁暫時有兩套理論大概可以將呢廣義相對論同量子力學合埋
第一個係弦理論,係主流,要將世界變成十一維,先可以合理解釋
第二個就係圈量子引力理論,將時空交織為一片數字網絡,係用好深好煩既數學搞出黎

最慘係,以上兩套野,係不久既將來,都非常難用實驗驗證
即係淪於9up,不過係好深層次既9up
原因係我地極難對於太細小既粒子,準確測量粒子間非常弱既重力

扯得有D遠,都係返返嚟相對論先
巴打會唔會介紹埋廣義相對論?老老兜兜,我連廣義中嘅重力場都諗唔係好明
#822013/06/24, 2:43:47 凌晨
引用快速引用
扯得有D遠,都係返返嚟相對論先
巴打會唔會介紹埋廣義相對論?老老兜兜,我連廣義中嘅重力場都諗唔係好明
你識唔識廣義相對論既等效原理?
即係你分別唔到自己係重力場入面,或者係一架加緊速既太空船入面
#832013/06/24, 2:47:58 凌晨
引用快速引用
呢個明,但係唔明點解兩個遠離緊嘅物件傳送電磁波會出現紅移或者藍移?
#842013/06/24, 3:08:23 凌晨
引用快速引用
呢個明,但係唔明點解兩個遠離緊嘅物件傳送電磁波會出現紅移或者藍移?
呢個唔係廣義相對論既範疇喎

冇錯,物件射出黎既電磁波的確仍然係光速
但係接收者係遠離緊光源
所以收果下仍然有多普勒效應
電磁波被拉長,波長變長即係向紅色果邊移
叫紅移現象,即係電磁波長變長
#852013/06/24, 3:56:16 凌晨
引用快速引用
總之,現代物理學有兩大分支
其一係廣義相對論,對於大物體如星體描述得好正確,亦都解釋左引力,咁黑洞係廣義相對論其中一個預言,已經被證實存在
其二係量子力學,對於小物體如中子,電子(或更小的粒子),描述得好正確,可以用機率準確預言實驗結果,之前話搵到上帝粒子就係量子力學一個好大既實證

但係兩樣野唔相容,即係互相解釋唔到大家,甚至係有矛盾

例如廣義相對論認為一切因果已定,只要知道全宇宙所有野既資訊,理論上可以計算未來一切
量子力學所有計算都係用機率描述,未來所有野都係未確定

又例如廣義相對論講冇資訊可以快過光速
但係量子力學理論上可以係同一時間,將一個粒子既資訊,傳去一段隔離,實現超光速(零秒實時)傳訊

咁宜家好多科學家都想將兩個理論合埋,因為我地大概相信世界應該係由一套好簡單既rules所規範
經過疊加好多好多次條rules,先令到個世界咁複雜
冇理由細粒既量子力學,好多好多粒粒子變成星球後,會變成唔符合量子力學

霍金點解咁出名,就係因為佢成功將量子力學套用於黑洞邊界,從而推論黑洞原來會慢慢蒸發

咁暫時有兩套理論大概可以將呢廣義相對論同量子力學合埋
第一個係弦理論,係主流,要將世界變成十一維,先可以合理解釋
第二個就係圈量子引力理論,將時空交織為一片數字網絡,係用好深好煩既數學搞出黎

最慘係,以上兩套野,係不久既將來,都非常難用實驗驗證
即係淪於9up,不過係好深層次既9up
原因係我地極難對於太細小既粒子,準確測量粒子間非常弱既重力

有無可能用呢個理論解釋?
例如對一樣object嚟講,P(發生A事件)=1/3,P(發生B事件)=2/3
咁去到事件發生前我地都可以用量子力學去推
但事件發生咗之後兩個probability分別就會分裂咗做兩個互相無法感知嘅世界
即係事件發生後,成個世界就會certain咗,可以用返廣義相對論去解
#862013/06/24, 4:11:34 凌晨
引用快速引用
呢個明,但係唔明點解兩個遠離緊嘅物件傳送電磁波會出現紅移或者藍移?
呢個唔係廣義相對論既範疇喎

冇錯,物件射出黎既電磁波的確仍然係光速
但係接收者係遠離緊光源
所以收果下仍然有多普勒效應
電磁波被拉長,波長變長即係向紅色果邊移
叫紅移現象,即係電磁波長變長

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%BB%A3%E7%BE%A9%E7%9B%B8%E5%B0%8D%E8%AB%96#.E5.BC.95.E5.8A.9B.E6.97.B6.E9.97.B4.E8.86.A8.E8.83.80.E5.92.8C.E5.BC.95.E5.8A.9B.E7.BA.A2.E7.A7.BB
如果等效原理成立[43],則可得到重力會影響時間流逝的結論。射入重力勢阱中的光會發生[#0000FF]藍移[/#0000FF],而相反從勢阱中射出的光會發生[#FF0000]紅移[/#FF0000];歸納而言這兩種現象被稱作重力紅移。

哩點唔明,有無咩formula去proof哩個?
#872013/06/24, 4:28:52 凌晨
引用快速引用
巴打你d物理同數學知識點學返黎
因為而家d科普讀物真係好科普
深少少既數學同物理concept都唔講下,就好似中史停留係講故仔既階段咁
#882013/06/24, 4:32:48 凌晨
引用快速引用
有無可能用呢個理論解釋?
例如對一樣object嚟講,P(發生A事件)=1/3,P(發生B事件)=2/3
咁去到事件發生前我地都可以用量子力學去推
但事件發生咗之後兩個probability分別就會分裂咗做兩個互相無法感知嘅世界
即係事件發生後,成個世界就會certain咗,可以用返廣義相對論去解
um....應該咁講
的確,假設我地可以用量子力學去推P(A)=1/3, P(B) =2/3
但係我地冇任何額外資訊,話比我地聽,佢真係會發生A事件定係B事件

而當件事真係發生左,例如真係發生左A事件,其實之前個機會率已經冇任何意義

就好似我同你講聽日有1%機會落雨
咁去到聽日,真係咁唔好彩落雨喎,你只能夠講句︰『屌呀,咁少機會都中!』
但係,當件事發生左,無論之前預計係1%落雨,定係50%落雨,定係99%落雨都冇意義
因為總之你今日就係落左雨,事實唔會再改

呢個就係機會率個意思,量子力學中,對於每件事,只可用機率描述佢發生既機會
除左個機率,我地唔知到任何其它野

想知件事點發生,唯有去觀察件事
機會率只代表如果我地不斷重覆同一個情況
例如我地做90次,咁A事件會大概發生30次,B事件會發生60次,因為P(A)=1/3, P(B) =2/3

而相對論中,根本唔需要有機率,如果我地知道個狀態,去到無限個小數位咁準確
我地就必定計算到100%發生邊件事
點解現實中我地唔能究準確預言一D野
係因為我地做唔到測量時,去到無限個小數位咁準確
同埋現實實在係太多太多個粒子,根本條數複雜都癲
#892013/06/24, 4:38:00 凌晨
引用快速引用
呢個明,但係唔明點解兩個遠離緊嘅物件傳送電磁波會出現紅移或者藍移?
呢個唔係廣義相對論既範疇喎

冇錯,物件射出黎既電磁波的確仍然係光速
但係接收者係遠離緊光源
所以收果下仍然有多普勒效應
電磁波被拉長,波長變長即係向紅色果邊移
叫紅移現象,即係電磁波長變長

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%BB%A3%E7%BE%A9%E7%9B%B8%E5%B0%8D%E8%AB%96#.E5.BC.95.E5.8A.9B.E6.97.B6.E9.97.B4.E8.86.A8.E8.83.80.E5.92.8C.E5.BC.95.E5.8A.9B.E7.BA.A2.E7.A7.BB
如果等效原理成立[43],則可得到重力會影響時間流逝的結論。射入重力勢阱中的光會發生[#0000FF]藍移[/#0000FF],而相反從勢阱中射出的光會發生[#FF0000]紅移[/#FF0000];歸納而言這兩種現象被稱作重力紅移。

哩點唔明,有無咩formula去proof哩個?
呢個唔係講緊兩件物件遠離
係講緊,如果一粒光子,由勢能較高地方,去到勢能較低地方
例如由高空射向地面
原來佢個波長會變短,所以會藍移
相反如果由地面射上Mon,就會有紅移,即係波長變長

咁呢個推論係要由廣義相對論既等效原理加光速不變性推導出黎

廣義相對論既等效原理即係話
你永遠冇辦法用物理實驗,分辨到你係在一個加速既太空船中,或是在一個重力場中
即係話呢個世界根本冇幫你分開加速度與重力

就好似狹義相對論中,根本冇幫你分開靜止或者均速移動
#902013/06/24, 4:49:06 凌晨
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