第四部分「為何感覺不到地球公轉?牛頓:重力平衡向心力;愛因斯坦:如何分辨重力場和加速度」
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終於來到本文最後一個問題:為何感覺不到地球公轉?前港大理學院院長郭新教授曾經指出在Google上搜尋問題的解釋當中,找不到一個是正確的。
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他發現網絡上的答案大多說「根據慣性定律,不可能測試慣性參考系是否正在移動」。可是地球並非慣性參考系,因此用慣性定律去解釋是不嚴謹的。利用牛頓力學,正確的答案是「太陽吸引地球以及地球上所有人類的力,完美平衡了地球(和地球上的人)公轉所需的向心力」。
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可是我們可以追問:有沒有比牛頓力學更基本的解釋?有的,而且與之前討論過的炮彈思想實驗有關。這就要由愛因斯坦(Albert Einstein)的另一個思想實驗說起。
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愛因斯坦可說是利用思想實驗的專家。在1907年,即是他發表狹義相對論的兩年後,他想像有一部升降機,裡面有個可憐的人。突然,吊著升降機的纜繩斷掉,升降機裡面的人會失去了重力的感覺,「漂浮」了起來。
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然而我們知道,這是因為升降機和他都以相同的加速度向下自由落體。而如果升降機真的在空無一物的宇宙深處之中,以與地球重力加速度同等數值的加速度向「上」加速,那麼他就會被升降機的地板向「上」推,使他感覺到與身處地球表面一樣的體重。
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如果他看不到升降機外面的環境,他就不可能分辨自己究竟是在外太空被升降機地板向「上」推,還是與升降機靜止在地球表面。換句話說,任何物理學實驗都不可能分辨他「究竟這是在重力場中的自由落體,還是漂浮在遠離任何星體的宇宙空間裡」!
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愛因斯坦後來稱這個思想實驗為他「一生中最快樂的思想」。透過這個思想實驗,愛因斯坦驚訝地發現,在局部的情況下,沒有任何實驗能夠分辨重力場和加速度。
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換句話說,重力場就是加速度,加速度就是重力場,兩者是「相同的物理現象」!這個發現被稱為等效原理(equivalence principle)。等效原理是他在1915年發表廣義相對論的核心概念。
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地球正在向太陽「墜落」、太空站也正在向地球「墜落」。根據等效原理,我們不可能在局部情況下分辨到底地球或太空站究竟是正在「墜落」、還是在遠離一切重力場的宇宙空間之中。因此,我們不可能感覺到地球正在環繞太陽公轉,因為如果我們能夠感覺到地球公轉的話,就等於說我們能夠分辨重力場和加速度!
所以「為何感覺不到地球公轉?」的答案,是因為等效原理。不過要留意,這只是理論上的解釋。等效原理只會在無限小的局部(locality)環境中成立。但升降機並不是無限小的(這一點相信不用解釋)。
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源自一個星球的重力吸引方向是向心的。但在升降機裡的各個物體的加速度卻是平行向「上」的。因此,如果在升降機的兩側各放一個蘋果,我們就可以從兩個蘋果相距的距離分辨出升降機到底是在真正無重力的宇宙空間中,還是正在地球重力場中作自由落體。
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隨著時間過去,如果升降機真的在宇宙中,真的沒有重力作用於兩個蘋果之上,它們之間的距離就應該維持不變;如果升降機是在自由落體,指向地球中心的重力就會作用於兩個蘋果之上,而這兩個力並不是平行的,因此它們之間的距離就應該漸漸縮短。
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當然在現實中並不可能進行升降機實驗,但我們仍然能夠從一些自然現象中找出端倪。例如潮汐漲退就是地球、月球和太陽三者的重力效應,所以潮汐就是地球真正位於重力場裡的證據。
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但這仍只代表地球在重力場之中,並不代表地球正在公轉,地球可能是在直線向太陽墜落。加上之前提過的地球自轉,以及星星、太陽和月亮的周日和周年位置變化,我們就能得出地球必然正在公轉的結論。
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同理,我們感覺不到整個太陽系都在環繞銀河系中心公轉的原因,也是基於等效原理。
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最後,如果想用天文觀測證明地球會公轉的話,其實並不太困難。試試輪流遮住左眼和右眼看同一件物件,會發現物件相對背㬌的位置有所改變,這叫做視差(parallex)。利用相同原理,在相距半年的時間內,觀察同一顆星星相對背㬌星空的位置,我們會發現會有細微的變化。
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因此,結論仍然是「人類相比宇宙實在太渺小了」。
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月亮正位工作 在 馮云 Facebook 的精選貼文
hihi 中秋節連假 一切好嗎?
希望你沒有處在有月餅/酒/含糖飲料吃喝多了的症頭,休假休得累懨懨,好像多了好多不想要的⋯卡在身體裡面了。
嗯。
這個連假開始第一天我家也辦了個超級難得的烤肉小派對,當天笑聲不斷,酒肉也不少,因為今年中秋的月亮很圓很美風很舒服😌邊聊邊吃就不自覺的放縱了起來(還好我們沒人吃月餅)⋯好久沒有這種卡了很多有的沒的在身體裡面的情況了。
#覺得卡很多在身體裡怎麼辦?
吃太多或吃不對第一時間我會拿好好Fit油按摩一下肚子幫助消化。
然後刻意將日常運動量增多一點👉個人認為不論是吃喝太多/情緒差/老化/工作壓力大⋯這些所有的問題都可以被 #好好的正確運動習慣 解決掉~
#水能載舟亦能覆舟
#運動也是一樣阿
#做錯運動會讓你受傷並讓你肌肉萎縮
中秋節和母親聊天,才知道她十幾年來一直有在做「自己發明的運動」....這才搞清楚了為何她這兩年會直不起腰的原因👉如果亂作運動又缺乏自覺,本來翹腳這些生活習慣已經容易讓骨頭移位了,做錯運動更容易讓骨頭小移位,一次一點點可能沒有感覺,久了就突然造成椎間盤突出或者骨盆或者頸椎錯位的大有人在(我媽就是)。
某天起床突然下不了床站不直或者嚴重頭痛或新陳代謝緩慢,五十肩⋯這些都是脊椎骨頭小錯位久了沒正確處理造成的大症狀啊,然後因為痛更少運動,身體是這樣的,越不動就越動不了,然後肌肉就越來越萎縮,最後無法行動。
#所以一定要有正確的運動習慣才好
#正確尤其重要
#那要如何培養出正確的運動習慣呢?
很推薦你們來.好好空間上「正位」瑜珈 帶狀課程,就是上次在馮云好好社團開體驗課被秒殺報名的那堂體驗課,開了每週日下午一次連續10週帶狀課程。
#先介紹一下正位瑜珈是什麼?
正位瑜珈一種很講求位置對了來做肌力訓練(有有伸展)的運動,能夠慢慢的將你的肌力和柔軟度練習出來又不容易受傷👉所以只上一堂是完全不夠的。
我會喜歡正位瑜珈的原因,是因為動作很單純,體位變換也不多,但要求要做到很深很正就很容易專注。
這也是這個運動能常常一個站姿就把(號稱鐵魔女的)我和(海軍兩棲出身)的我家尢弄的滿身大汗+唉嚎連連⋯
一個多小時做完後,可以感覺到很貼近骨盆旁邊從來沒有痠痛過的肌肉開始有感👉哇~這對我來說真的是不容易的好事呢,表示一直沒法動到的肌肉群們被動到了:)
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三個月前開始的每週五下午,我和好好夥伴們在好好二樓(很通風的)空間,請了正位瑜伽擅長(而且身材超緊實超正的)Hibi老師,來幫我們每週一堂上香氣正位瑜珈,目前已經三個月多,我只缺過一堂課原因是我去都蘭準備10月底的課程了(話說名額還有想要來趕快報名阿)
啊~結果發現身體會在都蘭想念台北的正位瑜珈課呢。
一週有一堂的好處是,每週從週一工作衝刺到週五的下午四點半,忙碌的結奏總是可以在這課堂中,得到一個很有力的轉化與緩解,每次課後都覺得自己有種在精油香氣中⋯汗到抖到的非常難以言喻的「鬆與樂❤️」
每週一就開始期待週五的這堂汗噴很多腿會抖抖的課程了阿(人生有期盼很快樂)
這麼好的運動課程!怎能不分享呢。
所以從10月11日開始,每週日下午,在好好2樓空間,請Hibi老師開一堂正位瑜珈帶狀課程,雖然說是對外,但其實也一堂也最多也只收8個人而已,想要來的同學先報名嘍(不知道會不會一下就又額滿了)▹ https://reurl.cc/q8LjkD
#好好的正位瑜伽有什麼不一樣嗎?
當然很不一樣,一個是Hibi老師是超棒的老師,另外還有:
1.好好空間氣場超好(每天餵養精油香氛啊),而且通風,而且我們不會有同學噴化學香水來呦👉這個可是我無法在外面運動空間上課的享受到的清淨好空間呢❤️
2.從開始到結束,Hibi老師都會使用各種好好精油香氣香氛滋養身心靈~^_^
從一開始的靜坐冥想,到身體各姿態(飆汗)的練習,到最後的大休息,Hibi老師會用當天她感應到的精油香氛來讓我們享用👉能一邊運動,一邊享受精油真的超棒!就像在森林裡面一樣,不同的是精油集合了全世界各地的能量香氣呢!
#為何是每週一次的帶狀課程
#不能只上一次就學會嗎?
如果你只想要上一堂體驗看看也是可以的,就買一堂來感受看看,如果覺得自己很難10堂全到,先買5堂感覺看看,一次買10堂可以打8折(也可以和朋友湊班,錯開時間上就ok) 🔺若是要買10堂要一次選10入呦
這個班是人很少的小小課程,一堂滿班就是8人(3人就開班),好處是老師可以深度的關心你的狀態。
#如果你現在正處在想養成運動習慣
#但不知道怎麼養成狀態的人
超級適合這種常態課阿!
因為預定了每週一次,十次練習之後,可能就會感覺到沒有運動身體的呼喚,說不定漸漸的就可以培養出日常運動習慣。
#如果你現在是有運動習慣的人
但想要有個老師幫助你更精準的,這樣也很適合!
因為我和尢就是這樣的人,常常自己做運動就了會有習慣盲點,然而正位瑜珈動作不花俏/緩慢/很深,主要重點是引導我們把每個單純的動作做正確做對,基於以上這幾個特性,所以任何人隨時加入都可以。
從無運動習慣或是運動(過度)的鐵人都可以,你可以在你宇宙內的簡單姿勢裡,找到自己的身體,達到最好的練習效果。
再貼一次報名報名報名【好好香氣.正位瑜珈課】底加
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課堂中會有很多體態正位細節,並輔以瑜珈磚+繩,在能幫助情緒身心修復的精油香氛中,以正確安全的方式練習,讓你逐步建立肌力與柔軟度。
如身體有特殊情形(譬如生理期)或病史,可於當天和老師討論,老師會幫你調整(我每次生理期都會舉手~)
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#如果你是沒法或不想上帶狀課程的人
#只想上一次就學會
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歡迎你報名2020最後一場(在能量超強的南港森林公園中)的戶外彈力回春課 https://reurl.cc/Njvbv9
課程內容有:正念冥想/運動心法/彈力球繩重訓/伸展/還會教你按摩呦~
最後祝大家:身材越吃越美,運動越來越輕鬆正確~
#不胖反瘦的中秋連假不論怎樣都記得要快樂呦
月亮正位工作 在 喵子的月亮塔羅坊 Facebook 的最佳貼文
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🌟整體:面對「新的」是不是不想踏出舒適圈呢?還是對那一點不完美耿耿於懷?前者請拋下過往成見走出你的世界,後者請記得,放過內心的糾結,也是一種勇氣。
👥人際:新的社交圈等你去拓展,想想以前熱情的自己,為什麼現在連認識新朋友都拒絕呢?或許新朋友跟你一拍即合!
❤感情:今天雖然浪漫甜蜜,但對方有些小缺點不是很喜歡?多著眼對方的優點吧,沒有人是完美的,而最初你不是覺得這些缺點讓你感到可愛嗎?
🔍工作:轉換跑道或拓展新計畫的時間到了,你怎麼開始猶豫了?原本的衝勁請拿出來,是時候進入人生新階段了。
💰財運:添購新物品時,不要理智線斷掉,本來只是推坑,結果自己也入坑了!投資者請小心,今天一時衝動的加碼,雖然不會虧損太多,但不會是你預期的最好結果,建議保持平常心看待。
#今天的每日塔羅很有意思
#恰好是大牌最後一張逆位和第一張正位
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