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狭义相对论---伽利略坐标

2021-05-14 23:07 作者:她今夜不失眠  | 我要投稿

众所周知,伽利略-牛顿动力学的基本定律,既惯性定律的表述如下:一个自由质点永远以恒定的速度运动,或者说,一质点在离其他物足够远时,一直保持静止状态或匀速直线运动状态。惯性定律谈到了物体的运动,并且指出了可在力学描述中加以应用的。且不违反力学原理的参考物体或坐标系。相对于可见的恒星,惯性定律在相当高的近似程度上能够成立。我们现在如果使用一个与地球牢固连接的坐标系,那么,相对于该坐标系,每一颗恒星在一个天文日中的运行轨线都是一个具有莫大半径的圆,这个结果与惯性定律的陈述相反。

伽利略坐标

因此,如果我们要遵循惯性定律的原则来考察恒星的运动,就只能参照恒星在其中不做圆周运动的坐标系。若惯性定律对于一坐标系的运动状态而言是成立的。该坐标系即为“伽利略坐标系”。伽利略-牛顿力学诸定律只有对于“伽利略坐标系”来说才能认为是有效的。

注:

1.质点:物体本身实际上都有一定的大小尺寸,但若某物体的大小尺寸同它到其他物体的距离相比,或同其他物体的大小尺寸相比是很小的,则该物体便可近似地看作是一个质点。(例如行星的大小尺寸比行星间的距离小很多,行星便可视为质点。)因为不计大小尺寸,所以质点在外力作用下只考虑其线运动。由于质点无大小可言,作用在质点上的许多外力可以合成为一个力,另一方面,研究质点的运动,可以不考虑它的自旋运动。任何物体可分割为许多质点,物体的各种复杂运动可看成许多质点运动的组合。因此,研究一个质点的运动是掌握各种物体形形色色运动的入门。牛顿第二定律是适合于一个质点的运动规律的。有了这个定律,再配合牛顿第三定律,就构成了研究有限大小的物体的手段。所以"质点"是研究物体运动的最简单、最基本的对象。这是一个理想的模型,实际上并不存在。

2.恒星:恒星是一种由发光球体的等离子体,通过其自身重力保持在一起的天体。离地球最近的恒星是太阳。夜间,从地球上肉眼可以看到许多其他恒星,由于它们与地球之间的距离很远,因此它们在天空中显示为多个固定的发光点。从历史上看,最杰出的恒星被分为星座和星空,其中最亮的星获得了适当的名称。天文学家已经汇编了星表,以识别已知星并提供标准化星恒星称号。大多数恒星从地球上用肉眼看不到,包括我们银河系之外的所有恒星,银河系。对于至少其生活的一部分,星形闪耀由于热核聚变的氢进入氦在其核心,释放能量横穿恒星的内部,然后辐射到太空。在恒星的一生中,几乎所有比氦重的天然元素都是由恒星的核合成产生的,而对于某些恒星,其爆炸时是由超新星的核合成产生的。恒星在寿命快要结束时,也可能包含退化的物质。天文学家可以确定质量,年龄,金属性(化学成分)和恒星的许多其他特性,分别观察恒星在太空中的运动,其光度和光谱。恒星的总质量是决定恒星演化和最终命运的主要因素。恒星的其他特征(包括直径和温度)会在其生命周期内发生变化,而恒星的环境会影响其旋转和运动。绘制许多恒星的温度与其亮度的关系图可得出一个称为赫兹普劳–拉塞尔图。在该图上绘制特定的恒星可以确定该恒星的年龄和演化状态。恒星的生命始于主要由氢、氦和微量重元素组成的气态星云的引力坍塌。当恒星核足够致密时,氢通过核聚变稳定地转化为氦,从而释放出能量。

黑洞吞噬恒星
红巨星


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