双生子佯谬中飞船以99%光速探访20光年以外的天体 双生子佯谬

双生子佯谬怎么解释?双生子佯谬解释为:
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 。
由于地球可近似为惯性系,甲要经历加速与减速过程,是变加速运动参考系,真正讨论起来非常复杂,因此这个爱因斯坦早已讨论清楚的问题,被许多人误认为相对论是自相矛盾的理论 。如果用时空图和世界线的概念讨论此问题就简便多了,只是要用到许多数学知识和公式 。
在此只是用语言来描述一种最简单的情形 。不过只用语言无法更详细说明细节,有兴趣的请参考一些相对论书籍 。我们的结论是,无论在哪个参考系中,甲都比乙年轻 。因为甲是经过加速的,你看刚开始在地球上,于乙的相对速度为0,而后来速度接近光速了(注意是接近) 。
为使问题简化,只讨论这种情形,火箭经过极短时间加速到亚光速,飞行一段时间后,用极短时间调头,又飞行一段时间,用极短时间减速与地球相遇 。这样处理的目的是略去加速和减速造成的影响 。在地球参考系中很好讨论,火箭始终是动钟,重逢时甲比乙年轻 。
在掉头过程中,地球由火箭后方很远的地方经过极短的时间划过半个圆周,到达火箭的前方很远的地方 。这是一个"超光速"过程 。只是这种超光速与相对论并不矛盾,这种"超光速"并不能传递任何信息,不是真正意义上的超光速 。
如果没有这个掉头过程,火箭与地球就不能相遇,由于不同的参考系没有统一的时间,因此无法比较他们的年龄,只有在他们相遇时才可以比较 。
扩展资料:
有一对双生兄弟,其中一个跨上一宇宙飞船作接近光速的长程太空旅行,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轻 。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介子在到达地面之前就已经衰变了 。
火箭掉头后,甲不能直接接受乙的信息,因为信息传递需要时间 。甲看到的实际过程是在掉头过程中,地球的时间进度猛地加快了 。在甲看来,乙先是比甲年轻,接着在掉头时迅速衰老,返航时,乙又比自己衰老的慢了 。重逢时,自己仍比乙年轻 。也就是说,相对论不存在逻辑上的矛盾 。
参考资料来源:百度百科-双生子佯谬

双生子佯谬中飞船以99%光速探访20光年以外的天体 双生子佯谬

文章插图
什么是双生子佯谬?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接近光速的长程太空旅行,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轻 。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子(渺子,曾被称为μ介子) 。如果没有时间膨胀,那些μ子在到达地面之前就已经衰变了 。
扩展资料:
双生子佯谬由来:
1905年10月,德国《物理年鉴》杂志刊登了一篇《关于运动物体的电动力学》的论文,它宣告了狭义相对论假说的问世 。正是这篇看似很普通的论文,建立了全新的时空观念,并向明显简单的同时性观念提出了挑战 。我们知道由爱因斯坦狭义相对论可以得出运动的物体存在时间膨胀效应 。
在1911年4月波隆哲学大会上,法国物理学家P.朗之万用双生子实验来质疑狭义相对论的时间膨胀效应,设想的实验是这样的:一对双胞胎,一个留在地球上,另一个乘坐火箭到太空旅行 。飞行速度接近光速,在太空旅行的双胞胎中的一人回到地球时只不过两岁,而他的兄弟早已死去了,因为地球上已经过了200年了 。
这就是著名的双生子佯谬 。
参考资料:百度百科-双生子佯谬
“双生子佯谬”换一个视角,会得出怎样的结论?我们详细剖析了“双生子佯谬”的过程,这一期我们换一个视角来分析“双生子佯谬” 。
为了照顾没看前面几篇文章的朋友,这里我再讲下“双生子佯谬”含义:一对双胞胎兄弟,哥哥坐飞船去外太空耍下回来后,哥哥和弟弟谁更年轻?
如果您已经看了前面2期文章,那么会知道答案:哥哥更年轻 。但是上一期我们是以哥哥的视角来分析的,如果以弟弟的视角来分析,会不会得出结论:弟弟更年轻?如果换了一个视角,就得出矛盾的结论,那只能说明狭义相对论错了 。不过遗憾的告诉你,如果以弟弟为视角来看,依然会得出结论:哥哥更年轻 。因为狭义相对论中,造成的各种“时间膨胀”效应,虽然也是相对的,会因参考系变化而变化,但是当大家回到相同参考系下,这种效应最终的结果,应该是一致的才对 。所以说狭义相对论,多次谈到的“效应”也是相对,并不是说所有事物都是相对 。

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