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  • 1 # 科小白X

    相對論的確是一個比較燒腦的話題,不過還是有點好玩的,畢竟這就是我們的世界。

    關於相對論中的時間膨脹,我們先來看一個小實驗。

    設想在一個飛船上有這樣的一個“時鐘”:兩個平行放置的可以反射光的隔板,一個在上一個在下,在下面的隔板上安放一個記錄光子碰撞次數的裝置,但是不會對光子的運動產生任何影響。找來一個光子,讓其在兩個隔板之間可以來回運動。

    當這個飛船相對於地球靜止時,無論我們在地面上還是在飛船上觀察光子在兩個隔板間的運動都是直上直下的,透過觀察“時鐘”不會發現任何毛病。

    那好,讓飛船運動起來。站在飛船內部的觀察者去觀察這個“鐘錶”,看起來還是沒有毛病。但是對於在地面上的觀察者來說就與之前的不一樣了:由於飛船運動的關係,影響了光子的運動軌跡。這樣一來,光子運動的軌跡就變成了折線,如下圖中的紅線所示的那樣。

    很明顯的是當飛船運動時光子運動的路徑大於飛船靜止時光子運動的路徑的,而且光速是一個恆定不變的定值,這就造成了光子撞擊隔板的頻率減少了。那麼意味著飛船上的“鐘錶”變慢了,換句話說就是飛船上的時間膨脹了!

    這一切都是在地球上的觀察者觀察到的(以地球為參考系),所以我們可以給出時間膨脹的公式:

    Δt是站在地球(飛船)上的觀察者記錄的時間間隔。

    Δt"是在飛船(地球)上的觀察者記錄的時間間隔。

    v是飛船相對地球運動的速度。

    要確保上述公式成立的話,觀察者在記錄時間的時候是不可以移動的。

    由於運動是相對的,以地球為參考系時飛船是運動的,以飛船為參考系時地球是運動的,而且速度的大小是相等的。所以在飛船上的觀察者觀察地球上的“鐘錶”時,發現地球上的時間膨脹了,而認為自己的時間是正常的,這樣一來,公式中的Δt和Δt"的意義會因為所選的參考系不用而正好相反(以飛船為參考系時參考括號的內容)。

    為了能夠更好地理解,我們引入一個著名的思想實驗:雙生子佯謬。內容大致如下:

    設想有兩個孿生兄弟甲和乙,甲乘飛船作太空旅行,乙留在地面等待甲。甲所乘坐的飛船在極短的時間內加速到速度v(速度v接近光速c)。然後飛船以速度v作勻速直線飛行,飛船飛行很長一段時間後,迅速調頭並繼續以速度v作勻速直線飛行。回到地面時緊急減速、降落,並與一直在地面上的乙會合。

    我們可以設v=0.9998c,當甲認為自己旅行1年後返回地球,可以計算出此時乙已經在地球等了大約50年了。而當乙以為自己在地球等甲等了1年時,經過計算可知甲已經旅行了大約50年了。

    所以到底是誰更年輕?

    愛因斯坦一看沒轍了,那就這樣吧:誰相對於整個宇宙(慣性系)作更多的變速運動,誰就更年輕。(在其他地方會有更加詳細的解釋,但那種東西已經不在作者理解範圍內了)

  • 2 # 思想聖者

    時間膨脹是指時間透過運動而使物質的體積增大,質量增加,並非我們一般人理解的時間拉長,時間的量比較大的物體質量就相對變得比較大,這是時空理論當中最為基本的東西。空間穿過創作運動而使時間產生出來,在這種情況下,時間就變為我們生命當中必須的現實存在,我們一切在人生當中努力奮鬥,而創造出來的時間就是我們個人享受到的一切,優質的需求存在。

  • 3 # 地球人之一

    好好的一個人,幹嘛要去相信那些稀奇古怪的東西?不要說相對論是證明了的,同樣的一個現象可以有N種解釋。總之,人類是萬物之靈,要自信,沒有人類理解不了的。那些人類暫時無法理解的現象都是大自然玩的魔術,人類早晚會弄明白,它們也逃不開最基本的常識。那些違背最基本常識的謬論,也遲早會被人類所拋棄!

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