起步中的相对论热力学
Number 843 #1, October 19, 2007 by Phil Schewe
Relativistic Thermodynamics
爱因斯坦的狭义相对论中，洛仑兹变换描述了时空坐标在两个惯性参考系间的变换关系。而对于温度，这种的变换又是什么样的呢？也就是，如果一个运动的观察者带着一根温度计，并且试图用它测量一个静止的瓶子里的气体温度，他会得到什么样的结果？对这一争议的崭新审视得出的结果时：运动坐标系和静止坐标系将测得同样的温度，或者说，运动的物体不会变热也不会变冷。
也许你会觉得这个问题在几十年前就应该已经解决了，但事实并非如此。爱因斯坦和普朗克曾认为，运动的温度计将测得较低的温度，而另外一些人则认为运动的温度计测得的温度会升高。这里面的问题之一是我们首先应该如何定义或者测量气体的温度。
1866年，麦克斯韦给出了著名的Maxwell分布公式，指出气体分子的运动速度呈高斯分布。但对于飞驰而过的观察者，这个分布曲线又会是什么样的？对于这样的观察者，等价的平均温度是多少？德国Augsburg大学和西班牙de Sevilla大学的Jorn Dunkel和他的同事们并没能得到直接的测量结果（因为还没人能想出在地面实验室里如何将一瓶气体保持在相对论速度），但他们进行了大量的数值模拟。
Dunkel(joern.dunkel@physik.uni-augsburg.de )称，从实验上验证这一问题，也许最终要依赖于某些天体物理体系。总而言之将狭义相对论和热力学结合的努力尚在起步阶段。人们尚不清楚在高速运动下几个热力学参数会如何改变。绝对零度将永远是绝对零度，Dunkel说，即使是对快速运动的观察者而言。但对其它物理量比如熵进行恰当的洛仑兹变换则需要更多的研究。(参见Cubero et al., Physical Review Letters, 26 October 2007)
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