作业帮关于相对论孪生兄弟假设产生的问题
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：物理作业 时间：2024/11/09 05:13:05
关于相对论孪生兄弟假设产生的问题
根据相对论,物体运动速度越接近光速,时间流逝越慢,孪生兄弟AB中的B留在地球,A乘亚光速火箭遨游宇宙后回到地球,因为A的时间流逝较慢,回到地球后A应该比B年轻很多
可是运动是相对的,A坐的飞船对于地球以亚光速飞行,B所在的地球也在以相同速度反向飞行,如果以A参考系,A回到地球后,应该B比A年轻啊
相对论的最低假设应该是自然规律对于不同参考系而言一样,而我这里却因为参考系不同导致截然不同的结果,请问我哪里理解错误?
根据相对论,物体运动速度越接近光速,时间流逝越慢,孪生兄弟AB中的B留在地球,A乘亚光速火箭遨游宇宙后回到地球,因为A的时间流逝较慢,回到地球后A应该比B年轻很多
可是运动是相对的,A坐的飞船对于地球以亚光速飞行,B所在的地球也在以相同速度反向飞行,如果以A参考系,A回到地球后,应该B比A年轻啊
相对论的最低假设应该是自然规律对于不同参考系而言一样,而我这里却因为参考系不同导致截然不同的结果,请问我哪里理解错误?
的确,你提出的问题其实正正是双生子佯谬
狭义相对论中关于时间延缓的一个似是而非的疑难.按照狭义相对论,运动的时钟走得较慢是时间的性质,一切与时间有关的过程都因运动而变慢,变慢的效应是相对的.于是有人设想一次假想的宇宙航行,双生子甲乘高速飞船到远方宇宙空间去旅行,双生子乙则留在地球上,经过若干年飞船返回地球.按地球上的乙看来,甲处于运动之中,甲的生命过程进行得缓慢,则甲比乙年轻；而按飞船上的甲看来,乙是运动的,则乙比较年轻.重返相遇的比较,结果应该是唯一的,似乎狭义相对论遇到无法克服的难题.
事实上双生子佯谬并不存在.狭义相对论是关于惯性系之间的时空理论.甲和乙所处的参考系并不都是惯性系,乙是近似的惯性系,乙推论甲比较年轻是正确的；而甲是非惯性系,狭义相对论不适用,甲不能推论乙比较年轻.其实根据广义相对论,或者甚至勿须用广义相对论,设想一个甲相对乙作变速运动的特殊过程：很快加速-匀速-很快减速然后反向很快加速-匀速-很快减速,按照狭义相对论,仔细考虑其中的时间延缓和同时性的相对性,可以得出无论从甲或乙分析,结论是相同的,都是飞船上的甲要比乙更年轻.1966年用μ子作了一个类似于双生子旅游的实验,让μ子沿一直径为14米的圆环运动再回到出发点,实验结果表明运动的μ子的确比静止的μ子寿命更长.
狭义相对论中关于时间延缓的一个似是而非的疑难.按照狭义相对论,运动的时钟走得较慢是时间的性质,一切与时间有关的过程都因运动而变慢,变慢的效应是相对的.于是有人设想一次假想的宇宙航行,双生子甲乘高速飞船到远方宇宙空间去旅行,双生子乙则留在地球上,经过若干年飞船返回地球.按地球上的乙看来,甲处于运动之中,甲的生命过程进行得缓慢,则甲比乙年轻；而按飞船上的甲看来,乙是运动的,则乙比较年轻.重返相遇的比较,结果应该是唯一的,似乎狭义相对论遇到无法克服的难题.
事实上双生子佯谬并不存在.狭义相对论是关于惯性系之间的时空理论.甲和乙所处的参考系并不都是惯性系,乙是近似的惯性系,乙推论甲比较年轻是正确的；而甲是非惯性系,狭义相对论不适用,甲不能推论乙比较年轻.其实根据广义相对论,或者甚至勿须用广义相对论,设想一个甲相对乙作变速运动的特殊过程：很快加速-匀速-很快减速然后反向很快加速-匀速-很快减速,按照狭义相对论,仔细考虑其中的时间延缓和同时性的相对性,可以得出无论从甲或乙分析,结论是相同的,都是飞船上的甲要比乙更年轻.1966年用μ子作了一个类似于双生子旅游的实验,让μ子沿一直径为14米的圆环运动再回到出发点,实验结果表明运动的μ子的确比静止的μ子寿命更长.