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  • 1 # 阿錯爺爺

    題目裡涉及到參照座標系的問題。在接近光速的情況下,是不能用經典物理學去分析的,同時座標參照也要加入光速了,而不僅僅是你相對於我是近光速,我也相對於你是近光速,必須用光速參量去修正後來看待問題。

  • 2 # 火星一號

    乍一看,根據狹義相對論,由於速度是相對的,所以A和B互相都會覺得對方的時間變慢了,顯然這裡產生了矛盾。這個問題其實就是狹義相對論中著名的“雙生子佯謬”,注意“佯謬”兩個字,其實這個問題根本不是悖論,而是早已經被解決,結果就是B的時間過得比A慢。

    狹義相對論的適用範圍是慣性參照系,地球可以近似當作一個慣性參照系,但宇宙飛船不能。這是因為宇宙飛船離開地球加速至接近光速,然後又要減速再回到地球,整個過程不再是慣性運動,所以A和B是不對等的。

    狹義相對論談論的是四維時空,即三維空間加一維時間,這被稱為閔可夫斯基空間。在三維空間(三維的歐幾里德空間)中,一個質點在空間中是一個點。但在閔可夫斯基空間中,隨著時間的流逝,一個質點會在時空中將會描出一個運動軌跡,這個軌跡就被稱為世界線。世界線的長短表示固有時的長短,世界線越短,固有時越短,時間流逝速率越慢。所以想要解決雙生子佯謬,就需要比較出A和B的世界線長短。由於A在地球上,始終處於慣性系中,所以A的世界線是一條測地線。由於B乘坐宇宙飛船經歷了加速和減速,慣性系在此過程中發生了改變,所以B的世界線不是測地線。A和B的世界線如下圖所示:

    在閔可夫斯基空間中,“直線”也就是測地線,其長度是最長的,從而B的世界線其實比A更短,所以B的時間才是過得更慢。當B回到地球時,會發現A老得更多。B乘坐宇宙飛船真實地感受到了加速和減速的慣性力,這個過程是絕對的,而非相對,所以B的時間流逝速率會比A更緩慢。

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