相對論: 從13歲開始學相對論

一、何謂時間？何謂空間？
牛頓所認為的「時間」與「空間」……………………………2
「1秒」是如何定義的呢？……………………………………4
現在所定義正確的「1秒」……………………………………6
「1公尺」是如何定義的呢？…………………………………8
現在所定義正確的「1公尺」…………………………………10

二、必須將時間與空間成對思考
時間和空間是相似？還是相異？………………………………12
何謂「3維空間」？……………………………………………14
時間是幾個維度？………………………………………………16
以一個圖來表示時間與空間……………………………………18

三、何謂「狹義相對論」？
時間與空間都是會伸縮的！……………………………………20
時間與空間會一起伸縮！………………………………………22

四、光速恆久不變！
汽車的速度是時速多少公里？…………………………………24
物體的速度會因觀察者的立場而改變…………………………26
以與光相同的速度追趕光，結果為何？………………………28
光的速度不會因觀察者的立場而變……………………………30
為什麼光的速度不變呢？………………………………………32
有物體的速度能夠超越光速嗎？………………………………34
Coffee Break 聲波的傳遞需要空氣，那麼光的傳遞呢？……………………36

五、時間與空間會伸縮！
為什麼可以用伸縮來形容呢？…………………………………38
伸縮情形會因速度而異…………………………………………40
伸縮會因觀察者的立場而有所不同……………………………42
利用時間延遲從事太空旅行！…………………………………44
以接近光速的速度前進，景色看起來會成什麼樣呢？………46

六、何謂「同時」？
「同時」的常識改變了？………………………………………48
是否「同時」會因觀察者的立場而異…………………………50
遠處發生的事是發生於未來的事？……………………………52

七、何謂「廣義相對論」？
牛頓所認為的「萬有引力定律」是什麼？……………………54
重力的本質是什麼？……………………………………………56

八、直線與曲線
何謂「筆直」？何謂「彎曲」？………………………………58
光在水中為什麼會彎曲？………………………………………60
何謂在曲面上的「直線」？……………………………………62

九、時間與空間會彎曲！
如何得知空間彎曲呢？…………………………………………64
「重力透鏡」使看到的天體出現扭曲？………………………66
重力強大，時間出現延遲！……………………………………68
在黑洞附近，時間會變得如何？………………………………70
黑洞的裡面是什麼？……………………………………………72
在黑洞表面的太空船會變成什麼狀況？………………………74
Coffee Break時間旅行是可能的嗎？…………………………………………76