[2959] Beam of Light

Title Text:Einstein’s theories solved a longstanding mystery about Mercury: Why it gets so hot. “It’s because,” he pointed out, “the sun is right there.”

Origin:https://xkcd.com/2959/

https://www.explainxkcd.com/wiki/index.php/2959:_Beam_of_Light

光束

爱因斯坦的狭义相对论解开了关于水星的一个长期谜团,为什么它会那么热,那是因为,太阳离它很近。

https://xkcd.in/comic?lg=cn&id=2959

阿尔伯特·爱因斯坦因其特殊相对论而闻名(该理论涉及高速与时间感知之间的相互作用),他部分是通过想象自己与光束并驾齐驱来发展这一理论。这种思想实验可以揭示一些看似宇宙的基本原理,从而彻底改变科学理解。在这部漫画中,阿尔伯特·爱因斯坦被描绘为进行这种思想实验的早期版本。在理论发展的这个阶段,它更少关注相对论复杂本质的分解,而更多关注飞得非常快会有多么有趣。因此,他的思想实验目前只可谓是一次幻想之旅。(尽管即使是爱因斯坦的“嗖”的汽车疾驰声也是多普勒效应的声音,这强烈暗示了相对论的多普勒效应和红移。)由于这是他人生早期,他很可能坐在他声名显赫的瑞士专利局里,当时他获得了突破性的想法。

同样,标题文本提到了关于水星的一个长期存在的问题:它围绕太阳的轨道并不完全符合牛顿物理的预测。我们现在知道这是由广义相对论解释的,广义相对论是爱因斯坦另一个显著的理论(它关系到重力,或者说我们理解为重力的时空曲率如何影响时间和空间,包括行星轨道),而广义相对论又是在特殊相对论的框架下进一步发展的。我们再次发现自己正在偷听他的思考,直到他有任何能开始解释这一点的洞见。相反,他停留在“想象”水星因靠近太阳而变热的结论,这并不是一个特别新颖或有用的结论,或者接近我们现在所认识的爱因斯坦备受赞誉的理论。

在漫画场景发生时,正处于爱因斯坦对相对论的思考早期阶段,太阳的热量问题仍被视为一个谜。开尔文-亥姆霍兹机制曾被提议为太阳热量的原因,但它后来被更现代的核聚变理解所取代。雅尔科夫斯基效应曾被描述为热效应可能影响轨道动力学;在小行星的情况下,这仍然是有用的知识,但对水星而言并不被视为重要因素。尽管1915年他展示了广义相对论可以解释水星的轨道异常,并且1919年一次日全食期间的独立观测有助于确认这一原理并使爱因斯坦声名显赫,但这些事情从来不是爱因斯坦自己研究的重点。

爱因斯坦的一个早期版本曾在1206:爱因斯坦和1233:相对论中被描绘。

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