有个关于狭义相对论的疑惑，一直没想明白

假设有一块带电的铀235在万有引力场和电力场中保持静止，而引力源也是一块铀235，两块铀235合在一起将超过核爆炸的临界体积。
这时，有一艘接近光速的飞船飞过它们旁边。那么，在飞船里的人看来，那块带电的铀235的质量将增大。那么，带电的铀235的受力平衡会被打破而和作为引力源铀235合并并发生核爆炸吗？

这是一个参照系的问题。“
这时，有一艘接近光速的飞船飞过它们旁边。那么，在飞船里的人看来，那块带电的铀235的质量将增大”。当飞船以光速飞过的时候，带电的U235确实相对飞船做光速运动，但这个时候质量增大的是飞船本身，而不是U235。在U235以及飞船本身，要应用相对论的理论，都应该有一个绝对参照系（即一个合理的观测者），也就是U235和飞船共同的参照系。而狭义相对论一般来说是以我们认为静止的物体为参照系才是正确的，比如说地球。否则的话，那飞船以光速飞离地球，是不是也可以说地球的质量变得无限大？实际上与我们的的事实相反。
而且在光速运动的飞船里的人是无法观测正常到U235运动的。我认为既然在飞船以光的速度运行时时间接近于零，而U235与飞船的相对距离在增大，那么在飞船里面的人只会发现U235忽然从自己身边消失，我们知道人类发现速度最快的是光，那么你的飞船以光的速度飞行的时候，光是永远无法传播到飞船里的宇航员眼里，也就是说观测不到U235本身。所以这个假设的前提是错误的。
欢迎讨论~

楼上对狭义相对论的理解有误，而且没仔细看我的主帖
我假设的飞船是以接近光速飞行，不是光速，重点在“接近”二字

一定要记得“相对”。
质量也是相对的，平时我们说的临界质量也应该是相对的。

一定要记得“相对”。
质量也是相对的，平时我们说的临界质量也应该是相对的。 ...
wlbx 发表于 2010-7-30 10:31

                               
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wlbx的意思是，在飞船参考系中，随着铀块质量变大，它裂变的临界质量也跟着变大了？

简单讲：不会。
简单的理由：物理（规律）结论不会因参考系的改变而改变。

更深入的分析，你这个例子已经涉及引力，需要广义相对论。

wlbx的意思是，在飞船参考系中，随着铀块质量变大，它裂变的临界质量也跟着变大了？ ...
阿波罗神 发表于 2010-7-30 10:33

                               
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　　个人理解是这样的：
　　轴原子存在衰变，衰变的时候放出中子（应该是慢中子）。这些中子部分向轴块外面跑掉了，部分撞击其它的核引发其它核的裂变。如果没有足够多的轴原子，跑掉的中子比产生的中子多，最终不能形成链式反应链式反应，不能发生核爆炸。
　　当轴原子的个数够多的时候，核爆炸就产生了。这个数量是多少呢？通常我们不以多少原子为来说这个个数（也不用物质的量摩尔来说），而是以“临界质量”来说。
　　如果你把“临界质量”转换成“临界物质的量”来理解，你就会发现，这个原子的个数与质量是无关的。

回复 1# 阿波罗神

楼主觉得,对于静止的观测者来说,电场力跟引力相平衡,所以这两个U235块不会碰到一起,而对于运动的观测者来说,其质量变大了,所以引力就大了,超过了电场力,就会碰到一起去了?

可是,谁说过对于运动的观测者来说,电场强度是不变的呢?事实上电场强度(因此电场力)也要变化的.
你要是想要计算过程,可以找一本电动力学的书来看看,比如郭硕鸿的电动力学(第二版)第272页.

回复 10# voyagerbb

你理解错了，楼主是理解为临界质量增大了，所以两块U235会吸引到一起。其实楼主的猜想有个本质问题——假如飞船速度更加接近光速，是否会看到U235单块质量都超过了临界质量，所以它就会爆炸了？

所以，这里的本质是：楼主没有深入理解清楚“临界质量”本身的含义。

回复 11# gohomeman1

哈哈,你再仔细看看楼主的原帖,他说的很清楚"受力平衡被打破而跟作为引力源的U235合并",所以我觉得楼主表达的就是我这个意思.

否则他也不必强调这两个U235块在电场中了,因为如果只是临界质量的话跟电场没有任何关系.

楼主现身出来说说吧.

哈哈，你和正电子说的内容，实在太深了，还不是把人家说得一愣一愣的。

铀块质量增大是没有用的，因为铀原子数并没有增加，只不过是每个铀原子变“重”了。U235是否发生核裂变，取决于铀块内总的铀原子数，正如9楼所说，铀的物质的量并没有增加。所以，11楼G版理解错了我的意思。

回复  阿波罗神

楼主觉得,对于静止的观测者来说,电场力跟引力相平衡,所以这两个U235块不会碰到一起,而对 ...
voyagerbb 发表于 2010-7-30 12:37

                               
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你完全说对了我的意思。只不过，我对你说的高速运动的观测者会观测到电场强度变化感到疑惑，狭义相对论里没说过高速运动与电场强度还有这层关系吧

临界质量这种说法不好，还是说临界体积吧，我在主帖里就很明白地说临界体积啊

回复 15# 阿波罗神

说过的,只不过有些狭义相对论的书不讨论跟电磁学有关的东西(这个跟尺缩钟慢效应比起来确实不大吸引人),所以你要在电动力学的书上去找.

狭义相对论从来没说过电场强度是洛仑兹不变量的,而且你要是自己把洛仑兹变换后的电场带进去算一遍的话会发现它会跟质量的效应抵消掉的.

诚如正电子版主所言,物理规律是不会随着参考系的改变而改变的.

哈哈，你和正电子说的内容，实在太深了，还不是把人家说得一愣一愣的。
gohomeman1 发表于 2010-7-30 16:04

                               
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G版门缝里看人，正电子说的我还是稍有了解的。在广义相对论里，万有引力是不存在的，它只是时空扭曲的表现，必须用引力方程来解。
不过我没想到广义那边去，想在狭义范围内解决问题，看来是解决不了了

气昏了，过河拆桥啊，以后你等着，有你的好果子吃！

气昏了，过河拆桥啊，以后你等着，有你的好果子吃！
gohomeman1 发表于 2010-7-30 21:41

                               
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没没！咱从不干过河拆桥那事，嘿嘿。G版又理解错我的意思了