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关于相对论

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关于相对论

有一个著名的双胞胎姐妹的相对论问题:一对双胞胎姐妹,妹妹在宇宙飞船上观察地球上的姐姐,发现姐姐变老自己却仍然年轻,姐姐在地球上也观察宇宙飞船上的妹妹,发现妹妹变老自己却仍然年轻.那么到底是谁先变老.
我觉得事实不会因为相对论而改变,谁能告诉我事实到底是什么?为什么?

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好评回答
  • 2006-07-24 15:55:03
      在这里转载一段来简要的说明一下:
     “双生子佯缪”简介:一对孪生儿,亚当和伊芙,当他们其中一个离开地球作星际旅行(速度接近或超过光速)时,他们的年龄会发生什么样的变化?假设伊芙乘坐宇宙飞船离开地球去访问外星球,然后在某个时间返回,那么伊芙的年纪将比亚当轻呢,还是老呢,还是一样?
        一种观点认为,当伊芙返回地球时,她将比她的孪生兄弟年轻。
      原因是伊芙不是在所有的时间里都停留在同一个惯性坐标系中。 假设亚当和伊芙每人都有一块计时精确的手表,在伊芙离开地球的瞬间,将两块手表调较到同一时刻(同步)。当伊芙返回地球时,亚当的手表显示流逝的时间是 t1,而伊芙的手表显示 t2,而且t2  因此,当这对孪生儿在伊芙的星际旅行后重逢时,伊芙比亚当年轻。 然而,难道不能将以上的讨论反过来说吗?你可以说按照运动的相对性,假设以伊芙作为静止参照系,她在宇宙飞船处于休眠状态,而亚当以同样的速度向相反的方向和地球一起做星际旅行。在这种情况下,按照运动的相对性,在他们重逢时亚当比伊芙年轻。
       如果两种情况都成立的话,亚当将同时比伊芙年轻和年老。但是,第二种讨论是不正确的。事实上,亚当一直在地球上保持常规运动状态,也就是说,他在任何时候都处于相同的惯性坐标系中。而如上所述,伊芙则不是。当伊芙的宇宙飞船加速或者减速时,伊芙将会感觉到不同的作用力,而亚当感觉不到。
       (比尔点评) 爱因斯坦的解释是,在近光速或超光速旅行时,宇宙飞船上的时间变慢了(时间延缓效应,也叫“动钟变慢”),从而让伊芙保持了年轻。 史蒂芬·霍金在他的科普名著《时间简史》第二章中也指出,只是对于头脑中仍有绝对时间观念的人而言,“双生子佯缪”才是悖论。
      在相对论中并没有一个唯一的绝对时间,相反地,每个人都有他自己的时间测度,这依赖于他在何处并如何运动。 “双生子佯谬”这个问题的关键是周游天外的伊芙需要回到出发点和亚当团聚。倘若伊芙的飞船仅仅作匀速直线运动,是办不到这一点的。伊芙的飞行路线必然是有来有去,或是转一个圈子。
      在亚当看来,伊芙是在作变速运动;当然,在伊芙看来,亚当相对于她也在作变速运动。按照“动钟变慢”理论,亚当看伊芙的钟变慢、和伊芙看亚当的钟变慢这种对称性,只有当亚当和伊芙之间的相对运动是匀速直线运动时才能保持。一旦出现了变速的相对运动,就不能使用这个对称性了。
       进一步说,如果亚当留在地球上,他相对于大量宇宙天体并没有作变速运动,在亚当看来,只有伊芙在作变速运动。在伊芙看来,情况与亚当大大不同,她不但看到亚当在作变速运动,而且整个宇宙都在作变速运动。一边是整个周围的宇宙,一边只是一个飞船,这是明显的不对称。
       那么,到底谁年轻呢? 谁相对于整个宇宙作更多的变速运动,谁就会活得更长久。因此,在时间旅行之后返航的伊芙,比亚当年轻。 有趣的是,伊芙的飞船在近光速或超光速飞行时需要消耗巨大的能量,这意味着要保持年轻,需要付出非同寻常的代价! 时间旅行,魅力无穷! 比尔·李 摘译 2005年2月22日 附:英文原文网址 - 。
      。。 vity/ ml 。

    h***

    2006-07-24 15:55:03

其他答案

    2006-07-24 21:36:29
  • 时间,是我们用来描述时间发生先后的一个坐标。由此衍生出一些概念如快慢。我们对于时间的讨论一般只考虑先后和快慢。根据经验,时间的快慢是不会发生改变的,它是恒定的,绝对的。但是这样的“绝对”不是客观的。因为我们讨论时间的时候还要考虑一下讨论时间的意义。
    先前说到,时间对我们的意义是描述事情发生的先后,而所谓的事情就是物质之间的相互影响。生活中的一切影响都是在电磁场中发生的。问题就出在这里。电磁相互影响先后在不同的人看来受到相对速度等因素的影响。
    飞船离你远去,你所观察到的只能是飞船上的时间相对较慢。而且考虑到其他一切所有意义,飞船对你的影响也是相对较慢。既然所有对你的影响都是相对叫慢,那么咬定他的时间与你的时间是同步的,就没什么意义。于是,便认为飞船上的时钟比你的时钟走得慢。这是你通过一切手段观测到的结果。
    如果有疑问,我可以稍微解释。

    g***

    2006-07-24 21:36:29

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