相对论里面的年轻问题

  • 菊花盛开的地方
    甲以接近光速的速度离开乙,等甲以同样的速度再回来时,就比乙年轻了.
    相对论里不是说运动是相对的么?甲离开乙等同于乙离开甲.
    为什么结果是甲比乙年轻呢?
  • s
    springer
    铜球
  • O
    OpEth
    相对论是伪科学。。。。。

    神秘主义和不可知论才是水区主流。。。。。
  • O
    OpEth
    这个问题在水区已经喷过很多次了,你丫也参与过,这次轮到俺喷你的记性了。。。。。
  • h
    hourousha
    请搜索‘双生子佯谬’……
  • 大头木
    相对论里有说运动是相对的么?

    牛顿力学才是吧
  • s
    skymomo
    时间才是相对的。。。。。
  • b
    breadabo
    简单点来说就是甲经历了加速(减速)过程,进入了乙的参照系,所以所谓的比乙年轻都是用乙所在的参照系作为标准来计算的。

    如果都是在匀速运动过程中,那么以甲视角来看,乙是不会变老的。以乙的视角来看,甲是不会变老的。

    [本帖最后由 breadabo 于 2010-1-19 09:52 编辑]
  • O
    OpEth
    双生子佯谬
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    时空图

    双生子佯谬是一个有关狭义相对论的思想实验。内容是这样的:有一对双生兄弟,其中一个跨上一宇宙飞船作长程太空旅行,而另一个则留在地球。结果当旅行者回到地球后,我们发现他比他留在地球的兄弟更年青。

    这个结果是由狭义相对论所推测出的(移动时钟的时间膨胀现象),而且是能够透过实验来验证:我们能够探测到于大气层上层产生的μ介子。如果没有时间膨胀,那些μ介子在未到达地面之前就已经衰变了。

    但如果我们从宇宙飞船上的兄弟的角度去想这个问题,我们似乎会得出矛盾的结果:旅行者在宇宙飞船中会看到地球以高速离他而去,然后又高速回来。他可以认为他在地球上的兄弟才是移动时钟,所以是他的兄弟才会受时间膨胀所影响,而不是他自己。狭义相对论指出所有观测者都有同等意义,没有任何一个参考系(frame of reference)是会获得优待的。因此那旅行者会预期回到地球后会看见比他更年青的双生兄弟,但这就与他兄弟的想法恰好相反──那么究竟谁的想法才是正确呢?

    结果是旅行者的期望是错误的:狭义相对论并没有说所有观测者都有同等意义,而是只有在惯性系中的观测者(即没有进行加速运动的观测者)才有同等的意义。但宇宙飞船在旅途中亳无疑问是至少加速过一次的,所以旅行者并不是惯性系。反之,留在地球上的兄弟在整个航程中都是在惯性系之中(如果我们忽略源自地球质量及移动所带来的相对较小的加速度),所以他能够把他跟他兄弟分辨开来。

    有些人在解决这吊诡时会认为狭义相对论并不能够用于加速中的物体,而只可使用广义相对论,这是不正确的。举个例说,该对双生兄弟的年龄是可以借着求时空间隔(spacetime interval)在他们任何一个惯性系中所行走的时空路径(这些路径被称为世界线(worldlines))上的积分来准确地计算出来的。近似的方法可以用来计算一加速中的宇宙飞船的相对性行为(参看相对性火箭)。狭义相对论唯一不适用的情况是当重力的影响是不能被忽略的时候,这时我们就真的需要用到广义相对论。



    另外可以参考http://zh.wikipedia.org/zh-cn/%E ... 3%E8%86%A8%E8%84%B9

    [本帖最后由 OpEth 于 2010-1-19 09:50 编辑]
  • s
    springer
    我记性差我从来都不否认的……


    上面这一段仍然可以用运动和静止的相对性来互换角色啊,点A相对静止的点B作加速运动,同样也可以反过来认为是点B在相对点A作加速运动啊
  • b
    breadabo
    你忽略了一点,加速减速确实也可以看做是相对的,但是不同之处在于点A受力了,而点B没有受力,仍然处于惯性状态。
  • s
    springer
    那就说明一点,最终改变“时间”的并不是运动,而是受力
  • O
    OpEth
    [posted by wap]

    蜜蜂没有理解什么是惯性系啊。。。。。
  • s
    springer
    么……


    另外问一个,设兄弟A在地球,兄弟B在自转速度接近于光速的X星球,这就是两个惯性系了吧?上帝在某个绝对的时间点,设为C,看了俩人一眼,一样年轻。
    现在又经过了20年,上帝又想看看这哥俩,问:上帝看到的他们还是一样年轻吗?
  • O
    OpEth
    其实地球也不是惯性系,只不过因为运动速度远低于光速所以接近惯性系而已,真正惯性系是不受外力作用的,自转速度接近于光速的X星球就肯定不是惯性系了。。。。。

    [本帖最后由 OpEth 于 2010-1-19 10:18 编辑]
  • 菊花盛开的地方
    这样宇宙中就没有惯性系了.还谈什么相对论
  • O
    OpEth
    狭义相对论=相对论?

    研究宇宙动力学必须用广义相对论,广义相对论就是专门处理引力问题的。。。。。
  • s
    springer
    我还以为 保持匀速运动就是惯性系,果然没有理解,怪你表述不清
  • s
    springer
    另外我的问题你还没回答
  • O
    OpEth
    你的啥问题?当然是X星球的哥们更年轻。。。。。
  • l
    lancky
    好像不是年轻把,而是俩人各自的手表有快有慢。。
  • s
    springer
    我觉得么道理。两个都没有加速过程,完全是相对运动
  • O
    OpEth
    太阳的引力加速度被你无视了。。。。。

    初中就学过了,不受外力的物体保持静止或匀速直线运动。。。。。

    [本帖最后由 OpEth 于 2010-1-19 10:44 编辑]
  • 叁伍
    [posted by wap]

    不存在超过认知极限的科学 人的认知水平总是被划定在已知范围内
  • 菊花盛开的地方
    佯谬就是看上去是一个错误,但实际上不是。双生子佯谬是狭义相对论中的一个最著名的佯谬。因为按照狭义相对论,运动的物体中的时间会变慢,当运动达到光速时,时间就停止了。双生子佯谬是这样的:假设有一对孪生兄弟,其中一个以接近光速运动一段时间后返回,他将会比他那个没有运动的兄弟看起来年轻一些。但实际上,从完全相对的角度上说,这个人在运动的时候,他的兄弟也相对他做同样的运动,那么究竟是哪一个更老些?或是一样老呢?
    在相对论中每位观察者都具有自身的时间测度.这都会导致所谓的双生子佯谬.
    偶来给大家打个比方,比如你和你的双胞胎兄弟是同时出生的,假设你现在出发进行空间航行,飞船的速度接近光速(c),而你的兄弟留在地球上,因为速度接近光速,所以在地球上的兄弟看来,你的时间流逝的比较慢,这样在你返回的时候将会发现他比你衰老.虽然这似乎和常识相抵触,但一系列实验已经证明在这个场景中旅行的你确实比你的兄弟更年轻些.
    杀父佯谬(也叫祖母悖论)
    1949年,著名哲学家K·哥德尔根据爱因斯坦广义相对论论述返回到历史中去旅行是容许的。但他同时指出,这中间也存在一些荒谬,比如:如果某个人回到他出生之前的年代,杀了他的祖父,然后再回到他原来的年代,这可能吗?由于在他出生之前他的祖父已经死了,他怎么又会存在呢?所以,由于这个佯谬的存在,科学家提出一种“平行时空”的观点,且这个观点被科学界所基本认同,即:时空不是唯一存在的,而是有无数个时空平行的存在,它们彼此之间一般情况是无法产生联系的。每个时空都依照它本身的规律和顺序演变。
    也有说法是
    如果每个时空都平行存在,那么在这个时空存在的人未必在另外的时空也存在。也就说你在另外的时空压根就找不到你的祖父,更谈不上杀掉他了,既然什么事情都差别很大,发展、演变的也不一样,一般也无法产生联系,也影响不到我们自己的时空,那么压根就不能算作回到过去。最多就算是到了别的星球或者说是别的国家去了一趟而已,怎么叫做返回历史。
    还有许多其它的佯谬,如薛定谔猫佯谬等
    在双生子悖论中,将兄弟两人放于同样的两艘飞船上在太空相对以近光速匀速飞行,则两飞船的运动完全是相对的,那么该如何理解“动钟变慢”?
    “但一系列实验已经证明在这个场景中旅行的你确实比你的兄弟更年轻些.”这种论述方法,不如一个环球铯钟的实验更有说服力,因为论述是虚指,同样反对的人可以虚指:“有无数的实验已经推翻相对论”。这种论述没有可证伪的科学特征。
    双生子佯谬,可以这样解释:根据爱因斯坦的意思,不同惯性系中,绝对同时无意义。就象相隔300万公里,我看到你的钟比我的慢10秒,你看到我的钟比你的慢10秒,如果你不相信光的传播需要时间,你就会认为这个非常矛盾。同理,在不同的惯性系中,哥认为弟比自己年轻,弟认为哥比自己年轻,这也是的确存在却又不容易理解的,只有兄弟俩走到一起才能比较到底谁更年轻。互相高速远离的兄弟俩都认为对方比自己年轻是成立的,那么,如果坐飞船的那位返回来,走到一起又会怎样呢?是这样:飞船往返,速度的方向改变了,坐标系也变了,不是同一个惯性系,所以对飞船上那位来说,有个时空变换的问题。如果飞船上那位飞出去的时候把自己的飞船当惯性系,那么,对他来说,几年以后,自己比地球上的兄弟大,但地球已经以近光速飞出几年了,要想重逢,自己就必须以更接近光速的速度去追那个仍以近光速远去的地球,在这个过程中,自己比地球上的兄弟老得更慢,虽然在刚开始追时自己比兄弟大,但要追上那位兄弟,需要漫长的年月,在这期间,因为自己的时间慢太多了,以至于虽然兄弟的时间也慢,但到追上时,兄弟还是比自己老了。如果飞船上这位在返回时仍以自己的飞船当惯性系,又会怎样呢?这就会导致他从一个惯性系进入另一个惯性系,不同惯性系中绝对同时无意义,也就是说,他在原来那个惯性系所认为的时间和空间现在都已经变了。假如他进入返回地球的惯性系时对以前的事暂时失忆了,现在只能看到地球在向自己高速飞来,地球上有个跟自己长得很象的看上去比自己还年轻的人,那么如果此时他来研究地球及地球上这个人和他的孪生兄弟,就会发现:很早很早以前在地球上有一对孪生兄弟,因为地球在高速飞行,所以他们长得很慢;在这对孪生兄弟还年轻的时候,有一天,其中一个兄弟乘坐一艘飞船以比地球还快的速度向自己飞来;经过漫长的岁月,地球上那个已经老了,不过因为光的传播需要时间,现在能看到的地球上的那位其实看到的是很久很久以前的影像,现在他实际上已经是一位老大爷;地球要不了多久就会到自己面前了;而乘飞船的这位,刚刚到自己身边停下来,因为飞船比地球更快,所以他长得更慢,现在年龄恰好跟自己一样大——这时突然发现到自己身边的这位原来就是自己。
    关于双生子佯谬,更多内容见搜狐社区朝高的“双生子悖论——助你理解相对论(三)”(地址:http://club.it.sohu.com/r-kpyd-86081-0-15-0.html
    关于杀父佯谬,可以这样解释:根据爱因斯坦的狭义相对论的意思,只有处于不同惯性系中不同位置,才不存在绝对同时,同一惯性系中的不同位置,或者不同惯性系中的同一位置,都有绝对同时。在不同惯性系中观测到的人或物,时间是不一样的,在惯性系中观测,仅仅是运动的物体时间变慢,但换个惯性系中观测同一物体,其时间是不一样的,即在你变速的过程中,可能观测到物体的时钟异常变快或者时间倒流,也就是说,你在太空作变速运动的时候,你可能观测到地球上的亲友的时光倒流,但在你出生之后,你的祖母生下你的父亲就是永远的过去,能倒流的时光只是之后的时间,如果你回到了你祖母身边,则时间都已同步,你的祖母早就生下了你父亲,你的母亲也早就生下了你,无论是谁出去旅游,其结果都只是经过的时间有快有慢,而永远无法回到过去。就象搜狐社区朝高的“双生子悖论——助你理解相对论(三)”(地址:http://club.it.sohu.com/r-kpyd-86081-0-15-0.html)中的小双,在他从远离地球的太空列车上减速下来的过程中,他所得到的是地球上的大双从远离的比自己小三岁变成了比自己大12岁,时间飞逝15年,当他再加速上了返回的太空列车后,大双的时间又飞逝15年;此时如果小双从返回的太空列车上下来,则相反的过程要出现了——即大双的时光要倒流15年,如果他再上远离地球的太空列车,大双的时光又要倒流15年;但只要小双回到地球跟大双见面,则以往发生的一切都已经是过去,除了谁老一点谁年轻一点之外,谁的时间都不可能倒流到过去。

    看了这个终于明白了
  • b
    breadabo
    自转速度接近于光速,对于站在这个星球表面的人来说,这不是惯性系。另外不存在所谓“绝对的时间度量“。你必须选择一个参照系才可以表达时间。认为存在”绝对的时间度量“本身就是和相对论相悖的,在这样的假设下讨论相对论自然会认为相对论说不通。
  • z
    zhangu2
    如果某星球爆炸,产生两个粒子,在爆炸时刻,两个粒子是一样的,衰变周期也一样,但一个粒子以接近光速匀速运动,另一个以远低于光速的极低速匀速运动。在爆炸发生一小时后,两个粒子还一样年轻么?
  • O
    OpEth
    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。
  • 菊花盛开的地方
    结论很简单.
    我错在坐标系的问题.
    运动是相对的.但是甲和乙的坐标系是不同的.
    乙基本没变.而甲的坐标系在转向时变化了.
  • s
    springer
    这种,我再换问题,
    A坐在黄河1号飞船上,飞船匀速直线运动,速度每秒1km,
    B坐在银河1号飞船上,飞船匀速直线运动,速度每秒29wkm(接近光速),

    不考虑之前的加速,设两艘飞船进入匀速状态之后的一刻,两人一样年轻,问,经过20年不变的飞行后,两人是不是还一样年轻?
  • O
    OpEth
    这20年如何算?是A的20年还是B的20年?两者的时间是在不同的参考系中,无从比较。。。。。
  • 调和
    两人一样年轻
    =============
    请问你怎么知道两人一样年轻??
  • s
    springer
    地球的20年,20年后上帝来观测结果。
  • 调和
    上帝233.。。
  • 调和
    要判断两人是否一样年轻必须交换信息 要交换信息必然要时间

    [本帖最后由 调和 于 2010-1-19 11:17 编辑]
  • s
    springer
  • b
    breadabo
    你这个题其实有一个隐含假设,加上这个隐含假设的话,你的问题应该这样表述:
    假设观察者站在地球上;A坐在黄河1号飞船上做匀速直线运动,速度相对于地球为每秒1km;B坐在银河1号飞船上做匀速直线运动,速度相对于地球为每秒29wkm(接近光速);.......

    由于A飞船相对于观察者的速度较低,所以可以认为与观察者处于同一个参照系,因此从观察者或者A的视角来看,B的时间流逝得很慢。
  • b
    breadabo
    你这个题其实有一个隐含假设,加上这个隐含假设的话,你的问题应该这样表述:
    假设观察者站在地球上;A坐在黄河1号飞船上做匀速直线运动,速度相对于地球为每秒1km;B坐在银河1号飞船上做匀速直线运动,速度相对于地球为每秒29wkm(接近光速);.......

    由于A飞船相对于观察者的速度较低,所以可以认为与观察者处于同一个参照系,因此从观察者或者A的视角来看,B的时间流逝得很慢。
  • 调和
    我是说 接下来你怎么判断谁更年轻
  • b
    breadabo
    居然三发了,编辑掉。

    [本帖最后由 breadabo 于 2010-1-19 11:22 编辑]
  • s
    springer
    检查身体
  • 调和
    每个飞船上的人自己检查身体后呢 怎么判断谁更年轻
  • s
    springer
    时间流逝的慢不慢我不管,我只问,20年后,假设这两人被新科技瞬间转移到地球上,问,哪个年轻?还是一样?
  • 调和
    我在地球上怎么知道每个飞船的人的身体的检查结果呢?
  • O
    OpEth
    [posted by wap]

    蜜蜂的问题中存在一个假设,那就是上帝,而相对论中没有上帝这个假设,所以你的问题无法用相对论解释。。。。。
  • 调和
    被新科技瞬间转移
  • 调和
    你都有突破相对论的黑科技了 那相对论自然不正确了
    我假设相对论不正确 推出相对论果然不正确
  • b
    breadabo
    以观察者的视角来看,B就是比A年轻的。但是注意前提,是以这个观察者的视角来看。
  • s
    springer
    你可以在相对论双子样叉叉中假设存在按光速运动的物体,我不能假设存在一个绝对理想的观测者?