可视化【相对论】，零门槛彻底理解时空关系，虎年应该不会有难题了

【可视化相对论】

【01】星际警察

【02】光速不变原理，由麦克斯韦方程组率先得出，且经迈克尔逊莫雷实验验证，是正确的，

因果律问题，如果子弹速度超过光速，那么我们可能会看到，人先倒地，再看到子弹被射出，，看起来无法理解，

换个简单的情况，在超音速飞机上喊出，

换个更简单的，水流速度为1m/s，而你以2m/s的速度顺流而下，并且每隔1秒放下1个浮标，标号1234，在河流下游接受的浮标序号依次是4321，而你放置的顺序是1234，你们两者的因果感受不同，就是因为你超越了水流的速度（也就是光速）

1234，那么在飞机后面的人听到的会是4321，

【03】钟慢效应

车为参考系，光在两面镜子中来回跳跃，路线为两条首位相连的线段，两面镜子间隔为d，时间ts=2d / c

地面参考系，光的路线为三角波，，相同时间，可以认为光走的距离更远的距离，也就是设斜边，设为dm，所花费时间tm = 2dm / c，那么与小车平行的直角边边长为tm / 2 * v，（v为小车速度）

根据勾股定理，可以得到tm = sqrt(4d^2 / (c^2 - v^2))，化简可得2d/c * sqrt(1 / (1 - (v^2 / c^2)))

将2d / c = ts，带入方程

tm = ts * 1 / sqrt(1 - v^2-c^2)，将后面的分数叫r（伽马），洛伦兹常数

当v远小于c时，r无限趋近于1，所以在日常生活中，几乎感觉不到（日常生活的速度远远低于光速）

如果v为0.86倍光速飞行时，飞船外过了2小时，飞船内才过了1小时

【04】闵可夫斯基空间

最难理解的就是这一段，这个变幻太难了

时间t为纵轴，空间t为横轴，光速的就是45度与135度的线，（角度可改，更改x轴或t轴单位即可，默认使用光年作单位等等）

速度越慢，斜率越高，

洛伦兹变幻，需注意光速不变，一直是45度与135度，而改变的是t轴与x轴的角度（原本垂直，现在倾斜）

【05】相对论的同时

洛伦兹变化，可以解决两个背向而行且2/3光速的人，他们的相对速度也依然没有变成4/3的光速，而是12/13的光速，

当一个人以2/3光速运动时，需要找到xt图上的等时点，在原有xt中画一条平行于x的线段，线段端点对应的时间是相同的 ，

需要绘制等时线，原理就是做t轴的垂线，不同视角的等时线是不同的

【06】火车穿隧道悖论

火车长度小于隧道长度，火车能不能在某个时刻放烟花，使得烟花都不会被隧道挡住

根据火车作等时线，

火车为参考系：是同时放了烟花，且完成了

隧道参考系：火车在屁股还没进去时放了烟花，火车头刚出来放了头的烟花

【07】洛伦兹曲线，有点像双曲线，

以tc为纵轴，距离单位，x为横轴

洛伦兹曲线是以光速为渐近线，的双曲线

现在有1个运动物体，其速度v = x / t，

肯定会与洛伦兹曲线相交，现在计算静止参考系的1秒的情况下与，洛伦兹曲线相交

可以得到在静止参考系的与tc相交的点，

联立公式，可以得到ct = 1 / sqrt(1 - v^2/c^2) = r

这个点的横坐标就是r，也就是静止参考系情况下，此物体以接近光速的速度运动的 路程

两边的双曲线，是在空间上的变幻，

这就是光锥，，，，，，，，，