General relativity and background Lorentz transformations solve Supplee's submarine paradox
针对Supplee相对论潜艇佯谬,研究利用时空几何与背景洛伦兹变换,从度规分量的参考系变换角度给出解答,摆脱了牛顿引力变换的相关假设,方法更简洁,还纠正了文献中沿用的错误引力表达式。
2023-09-22 physics.class-ph
Relativistic Temperature Transformation Revisited, One hundred years after Relativity Theory
本文试图为相对论性温度变换找到一种自洽的、合乎逻辑的形式。讨论了这一领域的其他工作。我们的方法是基于理想气体的动力学理论。
2006-09-22 physics.class-ph physics.ed-ph
On the Relationship between Thermodynamics and Special Relativity
从包含运动的$dS$元的公式出发,考虑熵Lorentz不变量的变化,得到了满足热力学热力学定律的热力学系统的相对论变换.特别地,我们发现了温度和压力的转换,分别由$T'=γT$和$p'=γ^2p$。此外,我们表明,这种转换保持了理想气体的状态方程的形式与相对性原理。
2008-03-20 physics.class-ph
Demystifying the Lagrangians of special relativity
University of Connecticut(康涅狄格大学)
本文通过结合力学拉格朗日方法与狭义相对论公理,推导并阐释了狭义相对论中时空间隔不变性、洛伦兹变换及粒子动力学的拉格朗日量,展示了电磁势和能量-质量等价定律的推导过程。
2021-08-18 physics.class-ph
Does special relativity theory tell us anything new about space and time?
我们将会看到,与相对论之前的伽利略不变量概念相比,狭义相对论并没有告诉我们关于时空几何的新东西。它只是把别的东西称为“时空”,而这个别的东西有不同的性质。狭义相对论关于那些与“空间”和“时间”这两个术语的原始意义相对应的实在特征的所有陈述,都与相应的传统的前相对论陈述是一致的。我们还将论证,狭义相对论和洛伦兹理论在两种意义上是完全相同的,分别是关于时空的理论和关于运动物体行为的理论。
2005-08-16 physics.class-ph
A new view on relativity: Part 1. Kinematic relations between inertial and relativistically accelerated systems based on symmetry
提出了与狭义相对论和广义相对论有关的几个新观点。黑箱方法用于两个惯性系或两个加速系之间的时钟和空间轴的同步以及它们之间的变换的推导。有两种一致的方法来定义输入和输出,以描述系统之间的变换和相对运动。标准的方法使用这两种方法的混合。通过将狭义相对论和广义相对论的原理表述为对称性原理,我们能够指定这些变换仅依赖于一个常数。如果常数为零,则变换成为伽利略变换。对于匀加速系统,时钟假说的有效性意味着零常数。如果这个常数不为零,我们可以引入一个度量,在这个度量下变换成为自伴的。在惯性系的情况下,度量是Minkowski度量,我们得到一个唯一不变的最大速度。相对论容许速度球在射影映射下是有界对称区域。对于匀加速系统,存在一个不变的\textit{maximal acceleration}的预测。这是描述均匀加速系统之间的变换而不假设时钟假设的唯一方法。
2006-06-01 physics.class-ph
Kepler's Orbits and Special Relativity in Introductory Classical Mechanics
利用拉格朗日形式探讨了开普勒轨道的修正,由于狭义相对论。一个非常简单的模型只包括相对论动能,通过定义一个与狭义相对论和牛顿引力的相对论动量一致的拉格朗日量。在开普勒极限下求解相应的运动方程,得到了近似的相对论轨道方程,该方程与广义相对论在同一极限下导出的方程具有相同的形式,并清楚地描述了相对论开普勒轨道的三个特征:近日点的岁差、圆轨道半径的减小和偏心率的增大。对近日点进动速率的预测与仅用狭义相对论的已有计算结果一致。所有这三个特性在定性上都是正确的,尽管与更精确的广义相对论计算相比,它们被抑制了。这个模型是改进后,包括相对论引力势能。由此得到的近似相对论轨道方程与用非常简单的模型导出的方程具有相同的形式和对称性,并且更精确地描述了相对论轨道的特征。例如,水星近日点的岁差率的预测是广义相对论的三分之一。这些拉格朗日公式的特殊相对论开普勒问题是等价的熟悉的向量微积分公式。在开普勒极限下,这些模型应该是基于运动方程与使用广义相对论导出的运动方程的相似性的物理模型。这个轨道方程的推导对于物理专业的本科生和没有上过相对论课程的非专业人员来说是容易的。
2016-04-20 astro-ph.EP physics.class-ph
General Relativity and Spatial Flows: I. Absolute Relativistic Dynamics
两个互补的和同样重要的相对论物理学的方法进行了解释。一种是标准的方法,另一种是基于对底层物质流动的研究。以前的结果有关的底层流方法进行了审查,扩大,更密切相关的形式主义的广义相对论。一个绝对的相对论动力学推导出的能量和动量的绝对意义相对于底层。对卫星可能产生的新影响进行了说明。
2000-06-08 astro-ph gr-qc physics.class-ph
Relatively Moving Systems in "True Transformations Relativity"
本文在“真变换相对论”中考虑由相对运动的子系统组成的物理系统。“我们发现在静止载流导体外存在一个二阶电场,这是一种明显的协变现象。还发现,在有电流的正方形回路的相对两侧存在相反的电荷,这些电荷是不变电荷。
2012-04-27 physics.class-ph physics.gen-ph
The "True Transformations Relativity" Analysis of the Michelson_morley Experiment
本文提出了一个狭义相对论的不变公式,即,"真正的相对论变换“它处理真实的张量(当没有引入基时)或等价地处理包括分量和基的基于坐标的几何量(当引入一些基时)。结果表明,这种不变的提法,其中狭义相对论被理解为一个四维时空与伪欧几里德几何的理论,完全解释了迈克耳孙-莫雷实验的结果。本文讨论了分析迈克耳孙-莫雷实验的两种非协变方法,一种是只考虑光程(光学或几何)的传统方法,另一种是Drivel方法(R.B. Drivel,Phys. Essays \QTR{bf}{10,} 394(1997)),其中相位的增量不仅由几何路径长度的段确定,而且由该段中的波长确定。由于这些分析属于“视变换相对论”,与迈克耳孙-莫雷实验的结果不一致。
2001-01-26 physics.class-ph physics.gen-ph
Is the Kinematics of Special Relativity incomplete?
在狭义相对论的框架内对复合惯性运动(相对论和)进行分析,可以得出这样的结论:每个平移运动都必须是有限数量速度量子的对称复合相对论和。结果表明,由此得到的时空几何是高斯型的,四维向量演算的根源是复数代数,爱因斯坦的“同时性的相对性“是基于对相对性原理的误解。在其他的预言中,实验验证了强子在高能碰撞中的相互作用半径的上升。从理论还遵循的相对论性膨胀的时间和相对论性质量的等效性,以及存在的时间量子(基本长度)和它的定量值,被发现在良好的符合实验。
1999-10-13 physics.class-ph physics.gen-ph
Accelerated motion and special relativity transformations
推导了加速度参考系中坐标、速度和加速度的变换规则。本文以广义狭义相对论为基础。研究了一个包含速度矢量投影作为时间和几何坐标的三个附加坐标的7维空间。在这个7-空间的伪平面(dt,dv)中的圈描述帧的加速运动。除了光速之外,变换公式还包含一个具有最大加速度意义的基本常数。证明了如果光源相对于某个参考系作加速度运动,则该参考系中的光速小于常数$c$,并依赖于加速度。粒子作加速运动时,能量、冲量和质量之间的狭义相对论关系发生了变化。引入了对上述变换不变性的广义波算子。在加速坐标系的变换关系中,电磁场的张量分量和势分量混合。
1999-08-30 physics.class-ph physics.gen-ph
Toward a Consistent Theory of Relativistic Rotation. Chapter 6 in Relativity in Rotating Frames
部分1.旋转标架传统分析中的难题。部分2.解决难题:微分几何和非时间正交性。部分3.实验和非时间正交分析。第三部分包含了自1887年以来为检验狭义相对论而进行的实验的列表历史。它指出,1978年的Brillet和Hall实验是唯一一个真正的,足够准确的,在旋转框架中测试光速的实验。来自该实验的异常数据(当时被认为是"虚假的")支持本文得出的结论。
2004-04-06 gr-qc physics.class-ph
A map between Galilean relativity and special relativity
一个地图的讨论,连接,在1+1维,伽利略的相对论爱因斯坦的狭义相对论。通过这个映射,可以从相应的伽利略公式导出特殊的相对论公式。除了本身有趣之外,这张地图对于最近关于将相对论对称性扩展到普朗克尺度的争论也很重要(特别是在所谓的双重狭义相对论的框架内)。事实上,这张图提供了一个明确的例子,说明如何将两个相对论方案之间的数学对应解释为支持它们物理等价的论点。
2013-12-28 gr-qc physics.class-ph
Notes on thermodynamics in special relativity
热力学基础在狭义相对论被认为是。我们认为,从唯象观点看,热和绝对温度的正确相对论变换是由H. Ott,H. Arzeliès和C. M \oller。结果表明,从理想气体的相对论吉布斯分布中也可以发现相同的转化规律。这种分布最近已被计算机模拟所证实。分析了相对论热力学中的唯象温度计和统计温度计。
2011-03-16 cond-mat.stat-mech physics.class-ph
Relativistic aberration of light as a corollary of relativity of simultaneity
本文提出了一种不需要任何洛伦兹变换的平面偏振光的相对论象差公式的新推导方法。该方法是基于修改的惠更斯-菲涅耳原理,包括相对论效应之间的观察者和发射器的相对运动。推导清楚地表明,像差公式是相对平行性的直接结果。
2006-01-26 astro-ph physics.class-ph physics.optics
Circular Orbits under Central Forces in Special Relativity
讨论了相对论性点粒子在有心力场中运动的圆轨道的存在性和稳定性。在狭义相对论中,稳定性条件的限制性更强一些。在特定的情况下,有吸引力的中心力场成比例的$1/r^n$,我们发现的值的角动量可能在圆形轨道,并表明,不同于在非相对论的限制,后者并不总是稳定的狭义相对论的$2<n<3$。
2004-07-12 physics.class-ph physics.ed-ph
A neglected topic in relativistic electrodynamics: transformation of electromagnetic integrals
虽然相对论电动力学已有100多年的历史,但在它的介绍和应用中有一个被忽视的话题:电磁积分的相对论变换。在理论和应用电动力学中,电场和磁场主要用电荷和电流分布的积分表示,而相对论变换传统上应用于点电荷和基本电流。本文的目的是表明相对论变换可以很容易地应用于电磁积分,这种积分的相对论变换构成了一个有价值的方法来解决各种电磁问题,涉及运动的电磁系统。本文给出了电磁积分的相对论变换,包括麦克斯韦方程组的积分变换的六个实例。
2005-09-19 physics.class-ph physics.ed-ph
Relativity for games
我们提出了如何在电脑游戏中实现狭义相对论。由此产生的相对论世界准确地显示了时间膨胀和洛伦兹收缩,不仅对于玩家,而且对于所有非玩家角色,他们根据自己的加速度遵守正确的相对论运动方程。因果关系是明确地保持在我们的配方使用协变速度,正确的时间,世界线,和光锥。遥远的相对论场景可以准确地投射到天空穹顶上。我们展示了如何近似一个刚体组成的多边形,这是无处不在的电脑游戏,但本身不是一个相对论不变的对象。我们还给出了一个简单的想法来模仿RGB颜色方案中的多普勒效应。
2017-10-04 physics.class-ph physics.comp-ph
"True Transformations Relativity" and Electrodynamics
讨论了狭义相对论的不同研究方法。第一种方法是不变方法,其中四维时空中的物理量由真张量或等效地由包括分量和基的基于坐标的几何量表示。这种方法我们称之为“真变换(TT)相对论”。它与通常的协变方法作了比较,后者主要处理真张量的基分量。第三种方法是通常的非协变方法,其中一些量不是张量,而是来自“3 + 1”空间和时间的量,例如,同步确定的空间长度。这个公式被称为“视变换(AT)”相对论。时空长度在TT相对论中被考虑,时空距离在AT相对论中被考虑。还发现电场和磁场的三矢量$\QTR{bf}{E}$和$\QTR{bf}{B}$的通常变换是AT。具有$F^{ab}$的麦克斯韦方程组用电场$E^{a}$和磁场$B^{a}$的4矢量表示。利用四矢量$E^{a}$和$B^{a}$构造了协变Majorana电磁场四矢量$Ψ^{a}$,并给出了电动力学的协变Majorana公式.得到了自由光子的类狄拉克相对论波动方程。
2000-12-20 gr-qc physics.class-ph physics.gen-ph
Hyperbolic triangle in the special theory of relativity
研究了时间和空间分离的洛伦兹变换的矢量形式。在这种变换中,需要引入一个新的相对速度定义,它对各种不变物理量的计算起着重要的作用。用这种矢量形式表示的洛伦兹变换在双曲空间中得到了很好的几何解释。证明了在双曲三角学中,洛伦兹变换可以解释为双曲三角形的余弦和正弦定律。所以惯性系的两个原点和一个运动质点所成的三角形的角之和小于$180 ^o$。
2002-04-15 nucl-th physics.class-ph
Introducing Relativity in Global Navigation Satellite Systems
今天,用作全球定位系统的全球导航卫星系统是GPS和GLONASS。它们基于牛顿模型,因此只有在考虑到几种相对论效应时才有效。最重要的相对论效应(1/c^2量级)是:卫星时钟频率的爱因斯坦引力蓝移效应(广义相对论的等效原理)和卫星运动引起的二阶多普勒红移(狭义相对论)。另一方面,几年后伽利略系统将建成,除非设计出替代项目,否则将复制GPS系统。在这项工作中,它也将表明,SYPOR项目,使用完全相对论的概念,是一个替代的GPS系统的副本。根据这一计划,伽利略系统将是精确的,不需要相对论修正。
2006-12-13 gr-qc physics.class-ph