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
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
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
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
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
Sound clocks and sonic relativity
某些非相对论凝聚态模型中的声音传播服从相对论波动方程,尽管这些系统完全接受非相对论描述。考虑到这一点,一个自然的问题是,“是否存在将在这些系统中体验相对性的设备?“我们描述了一个思想实验,在这个实验中,”声学观察者“拥有一种叫做声钟的设备,它们可以连接起来形成链条。仔细的研究表明,适当构造的静止和运动的声钟链被另一条链上的观察者感知为经历了长度收缩和时间膨胀的相对论现象,由洛伦兹因子决定,c是声速。在运动链中的声钟实际上比静止链的声钟滴答的频率低,并且必须比静止时间隔更短的距离以满足同步性条件。静止的声音时钟似乎是长度收缩和时间膨胀移动的观察者由于他们的误解自己的运动状态相对于实验室。仅限于使用声钟的观察者描述的宇宙在运动学上与狭义相对论一致,尽管他们在实验室中更喜欢宇宙的框架。这种设备在进一步探索模拟相对论模型方面显示出希望,例如在研究需要仔细考虑观察者经过的适当时间的现象方面。
2017-08-05 gr-qc physics.class-ph
Solution of Supplee's submarine paradox through special and general relativity
在1989年,Supplee描述了一个明显的相对论悖论,在这个悖论中,一艘潜艇在海洋中静止时,对观察者来说似乎是下沉的,但它似乎是漂浮在潜艇本身的框架中。在这封信中,我们表明,悖论产生于误用的阿基米德原理在相对论的情况下。首先考虑狭义相对论,我们证明了任何相对论力场都可以写成洛伦兹形式,因此它总是可以分解为\emph{static}(类电)和\emph{dynamic}(类磁)部分。这些重磁效应提供了一个相对论性的阿基米德原理公式,由此解释了这个悖论。此外,如果考虑到地球附近的弯曲时空,我们证明了地球施加在运动物体上的引力必须随着物体的速度而增加。潜艇的悖论,然后再次分析与速度相关的引力。
2017-01-26 gr-qc physics.class-ph
Thermodynamics of Extended Bodies in Special Relativity
相对论热力学被推广到在平坦时空中容纳四维旋转。当一个扩展体的各元素沿Killing流运动时,它可以处于平衡状态。在平坦时空中有三种基本的基灵流,每一种都对应于平移运动、空间旋转和恒定线加速度;空间旋转和恒定线加速度被视为四维旋转。相对论热力学过去的文献主要研究平移运动。本文推导了另外两种体系的热力学。
2010-02-04 physics.class-ph physics.gen-ph
NASA's satellite orbit anomaly problem can be solved precisely in the frame of Einstein's special theory of relativity. Anomaly confirms that gravity fields propagate with velocity of light as Einstein predicted
美国宇航局的喷气推进实验室把一个困扰科学家一段时间的问题放在了你的管上。它涉及到一个意想不到的力量作用在太空探测器上。证明了NASA卫星轨道异常问题可以在爱因斯坦的狭义相对论框架下求解。这一反常现象证实了引力场的传播速度与爱因斯坦的预言一致。证明是基于作者发现的相对论版本的牛顿引力场。本文给出了航天器在地日联合引力场中的相对论运动方程的公式。这些公式适用于数字计算机,易于实现。他还展示了如何找到解决方案的相对论运动方程的航天器。
2009-10-17 physics.class-ph physics.gen-ph
On the law of motion in Special Relativity
牛顿相对于惯性系的运动定律(“实验室”)对于一个粒子在某一时刻受到一个力的作用,可以用两种方式来解释:(1)在无限小的时间内作用在粒子上的力给实验室带来了推动力。(冲量除以质量),同时粒子保持相对于新帧的原始速度,以及(2)在无限小的时间内作用在粒子上的力,相对于粒子的固有坐标系,赋予粒子相同的推动力,该粒子以相对于实验室的原始速度运动。我们表明,相对论运动定律承认两种解释,其中第一个是事实上相当于运动定律。因此,我们表明,相对论运动定律也可以重新表述为“力等于质量乘以加速度”,类似于牛顿定律,但相对论质量和相对论加速度定义在相对论速度加法定律,而不是普通的质量和普通的矢量速度加法,导致经典的加速度和牛顿定律。
2003-02-19 physics.class-ph physics.gen-ph
Diffusion in the special theory of relativity
马尔可夫扩散理论是在狭义相对论的框架内推广的,使用黎曼流形(具有确定度量)上扩散的数学演算的修改来描述具有不确定度量的洛伦兹流形上的扩散。本文定义了位置、速度和正交速度坐标系纤维空间中的广义Langevin方程,由此导出了相空间中外力场中的广义相对论Kramers方程。所得到的扩散方程在洛伦兹变换下是不变的,其定态解由Jüttner分布给出。此外,还以相对论性无力扩散为例导出了非定常解析解。
2009-03-04 math-ph math.MP physics.class-ph
Ether and Relativity
我们认为,在执行相对论,即以太和相对论的观点,在某种程度上,以帮助学习的科目的基本辩论之一。此外,我们提出了我们的看法和前景,同时描述的问题,可以接触到许多物理学家和允许更广泛的视野。此外,我们非常简要地回顾了两个几乎最近的观测韦伯红移和超高能宇宙射线,和修改的相对论模型,已经提出来证明他们,其中我们表示,这些理由还没有通过一个单一的模型与一个单一的机制。
2015-12-01 gr-qc physics.class-ph physics.hist-ph