狹義相對論---伽利略坐標(biāo)
眾所周知,伽利略-牛頓動力學(xué)的基本定律,既慣性定律的表述如下:一個(gè)自由質(zhì)點(diǎn)永遠(yuǎn)以恒定的速度運(yùn)動,或者說,一質(zhì)點(diǎn)在離其他物足夠遠(yuǎn)時(shí),一直保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)。慣性定律談到了物體的運(yùn)動,并且指出了可在力學(xué)描述中加以應(yīng)用的。且不違反力學(xué)原理的參考物體或坐標(biāo)系。相對于可見的恒星,慣性定律在相當(dāng)高的近似程度上能夠成立。我們現(xiàn)在如果使用一個(gè)與地球牢固連接的坐標(biāo)系,那么,相對于該坐標(biāo)系,每一顆恒星在一個(gè)天文日中的運(yùn)行軌線都是一個(gè)具有莫大半徑的圓,這個(gè)結(jié)果與慣性定律的陳述相反。

因此,如果我們要遵循慣性定律的原則來考察恒星的運(yùn)動,就只能參照恒星在其中不做圓周運(yùn)動的坐標(biāo)系。若慣性定律對于一坐標(biāo)系的運(yùn)動狀態(tài)而言是成立的。該坐標(biāo)系即為“伽利略坐標(biāo)系”。伽利略-牛頓力學(xué)諸定律只有對于“伽利略坐標(biāo)系”來說才能認(rèn)為是有效的。

注:
1.質(zhì)點(diǎn):物體本身實(shí)際上都有一定的大小尺寸,但若某物體的大小尺寸同它到其他物體的距離相比,或同其他物體的大小尺寸相比是很小的,則該物體便可近似地看作是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)。(例如行星的大小尺寸比行星間的距離小很多,行星便可視為質(zhì)點(diǎn)。)因?yàn)椴挥?jì)大小尺寸,所以質(zhì)點(diǎn)在外力作用下只考慮其線運(yùn)動。由于質(zhì)點(diǎn)無大小可言,作用在質(zhì)點(diǎn)上的許多外力可以合成為一個(gè)力,另一方面,研究質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動,可以不考慮它的自旋運(yùn)動。任何物體可分割為許多質(zhì)點(diǎn),物體的各種復(fù)雜運(yùn)動可看成許多質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的組合。因此,研究一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動是掌握各種物體形形色色運(yùn)動的入門。牛頓第二定律是適合于一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動規(guī)律的。有了這個(gè)定律,再配合牛頓第三定律,就構(gòu)成了研究有限大小的物體的手段。所以"質(zhì)點(diǎn)"是研究物體運(yùn)動的最簡單、最基本的對象。這是一個(gè)理想的模型,實(shí)際上并不存在。
2.恒星:恒星是一種由發(fā)光球體的等離子體,通過其自身重力保持在一起的天體。離地球最近的恒星是太陽。夜間,從地球上肉眼可以看到許多其他恒星,由于它們與地球之間的距離很遠(yuǎn),因此它們在天空中顯示為多個(gè)固定的發(fā)光點(diǎn)。從歷史上看,最杰出的恒星被分為星座和星空,其中最亮的星獲得了適當(dāng)?shù)拿Q。天文學(xué)家已經(jīng)匯編了星表,以識別已知星并提供標(biāo)準(zhǔn)化星恒星稱號。大多數(shù)恒星從地球上用肉眼看不到,包括我們銀河系之外的所有恒星,銀河系。對于至少其生活的一部分,星形閃耀由于熱核聚變的氫進(jìn)入氦在其核心,釋放能量橫穿恒星的內(nèi)部,然后輻射到太空。在恒星的一生中,幾乎所有比氦重的天然元素都是由恒星的核合成產(chǎn)生的,而對于某些恒星,其爆炸時(shí)是由超新星的核合成產(chǎn)生的。恒星在壽命快要結(jié)束時(shí),也可能包含退化的物質(zhì)。天文學(xué)家可以確定質(zhì)量,年齡,金屬性(化學(xué)成分)和恒星的許多其他特性,分別觀察恒星在太空中的運(yùn)動,其光度和光譜。恒星的總質(zhì)量是決定恒星演化和最終命運(yùn)的主要因素。恒星的其他特征(包括直徑和溫度)會在其生命周期內(nèi)發(fā)生變化,而恒星的環(huán)境會影響其旋轉(zhuǎn)和運(yùn)動。繪制許多恒星的溫度與其亮度的關(guān)系圖可得出一個(gè)稱為赫茲普勞–拉塞爾圖。在該圖上繪制特定的恒星可以確定該恒星的年齡和演化狀態(tài)。恒星的生命始于主要由氫、氦和微量重元素組成的氣態(tài)星云的引力坍塌。當(dāng)恒星核足夠致密時(shí),氫通過核聚變穩(wěn)定地轉(zhuǎn)化為氦,從而釋放出能量。




