关于相对论一直有个地方不理解,请问是怎么回事?
飞船用一分钟的时间穿越到了一亿年后的世界里,这明显是在说飞船的时间快嘛,不然飞船用一分钟怎么可以来到一亿年后的地球?
实践告诉我们,时间不同步的事件不可能同时出现!一亿年前加一分钟还是一亿年前,一亿年前的飞船怎么可以穿越到一亿年后的世界里呢?那些疯子说速度快时间慢,慢的和快的怎么同步?你的时间还停留在昨天,我的时间已经已经到今天了,昨天的你可以见到今天的我吗?傻子都知道这是不可能的!爱因斯坦比傻子还傻!比疯子还疯!
你描述的实际上就是“时间佯谬”,又叫“双生子佯谬”。这是一个有关狭义相对论的思想实验,说的是双胞胎哥哥乘坐近光速飞船离开地球作远程太空旅行,弟弟则留在地球。哥哥相对于弟弟作近光速运动,返回地球后,发现哥哥比弟弟年轻。
因为按照狭义相对论,高速运动会使物体的时间流逝速度变慢。可根据相对性,弟弟相对于哥哥也是作近光速运动,那在哥哥看来,却是弟弟的时间过得比自己的慢。这些结论产生了矛盾,有人据此认为狭义相对论在逻辑上是矛盾的,因为它得出了有关时间方面的悖论。或者认为它的结论是不对的——哥哥不会比弟弟年轻。那实际情况到底如何,到底谁对?
对“双生子佯谬”的传统权威解释
爱因斯坦最初对此的解释是,时间的同时性具有相对性,两个惯性系之间的时间是没有办法比较的,它们的比较也是毫无意义的,如果哥哥乘坐飞船不再回来,他们互相的观察结果都是对的。狭义相对论是关于惯性系之间的时空理论,弟弟处于惯性系,而哥哥由于存在加减速处于非惯性系,因此狭义相对论解释不了非惯性系的问题。
直到他创立广义相对论后,拿出他的大杀器——等效原理,即引力场局域等效于加速度场,才算解释了这一问题。
相对来说,弟弟和哥哥虽然都处于引力场,但他们在引力场中所处的位置却不同,因而引力场对他们的影响是不同的:在哥哥刚加速离开弟弟和减速回到地球时,这时两人相距较近,引力场势相差不大,引力场对他们时间流逝的影响相差不大,且这块经历时间很短,所以完全可以忽略不计。而在哥哥 反向掉头 时,哥哥和弟弟相距非常遥远,这时弟弟的引力场势远高于哥哥,它使哥哥的时间比弟弟流逝的要慢的多,这一影响超过了弟弟相对于哥哥高速运动对时间的影响,最终他们会合时,弟弟仍然比哥哥变老了,
这一结论,无论以谁来分析都是一样的。这根本不是什么悖论,只能算是“佯谬”。这一解释长久以来成为“时间佯谬”的权威解释。
对“时间佯谬”的现代解释
实际上对“时间佯谬”有一种现代解释非常简单,这种解释并不需要广义相对论,狭义相对论就足够了。那就是用闵可夫斯基的四维线长度,即用世界线和时空图,就能一目了然来判断到底谁的时间变慢了。
图中
A点是哥哥与弟弟分手的事件,C点是哥哥回到地球与弟弟相逢的事件,ADEC黑色直线轨迹是弟弟的世界线,ABC绿色折线是哥哥的世界线。
与欧氏几何对比,欧氏空间中与一点距离相等的点,是在一个圆周上。而闵氏时空则是在两条双曲线上(如上图红色和蓝色双曲线)。也就是说从A点到红色双曲线上任一点的直线段的四维线长都是相等的,即AD=AB。同理EC=BC,由于线段AC比AD加上EC还要长出DE一段,由此可知ADEC这条路径的四维线比ABC这条路径的四维线长,也就是弟弟的固有时(四维线长除以光速就是固有时)比哥哥的长。因此 哥哥返回地球后,弟弟变的比哥哥老了。狭义相对论的结论并不矛盾。
注意
这不是基于不同参考系的观测效果(狭义相对论的很多结论都是观察者效应,不同参考系的观察者对同一事件的观察结果是不同的),而是哥哥和弟弟真正的固有时差异。这是对狭义相对论的深度解读,闵氏时空的四维线长与参考系无关,它是不依赖于参考系的。也就是说无论选择弟弟的还是哥哥的参考系,其结果都是一样的。
其实你的这个疑问是完全有道理的。因为所谓的时间变慢这个,就是一个无法解释的东西。时间其实只是人类在三维世界的一个定义,在更高的维度中,是否成立还未可知。所以,一切都是假设,在假设的基础上,就是一切皆有可能。
相对论的具体内容是什么?
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关于科学的小故事(100字左右)
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有关相对论和牛顿物理定律的问题。
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知道大有可为答主 回答量:3023 采纳率:66% 帮助的人:600万 我也去答题访问个人页 关注 展开全部 超光速(faster-than-light, FTL或称superluminality)会成为一个讨论题目,源自于相对论中对于局域物体不可超过真空中光速c的推论限制,光速成为许多场合下速率的上限值。在此之前的牛顿力学并未对超光速的...
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并且引力波的发生不一定非要“某个大质量天体”消失,只要天体本身质量发生变化,都会带来时空属性的传递,也就是所谓时空涟漪(其实有质量的物体加速都会产生引力波的)。这里有个重点需要说明,引力波是爱因斯坦根据广义相对论场方程预言的事物,但是从广义相对论发表到很长一段时间,引力波一直...
征求相对论原文及其译文
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稻眉偏瘫:[答案] 需要先明确,在相对论中,时间是相对的,必须是某一参照系中的时间,因为对同一事件,不同参照系中测量的时间是不一样的;而对不同参照系中的同样时间,它们所反映的事件又往往是不一样的.不同参照系中的时间不能直接相比...
独山县18618293799: 相对论主要讲的是什么?为什么很少人看懂? - ?
稻眉偏瘫: 1.相对论分为狭义相对论和广义相对论: (1)狭义相对论简单的说就是: 运动必须有一个参考物,这个参考物就是参考系. (2) 广义相对论简单的说就是 : 所有参考系在描述自然定律时都是等效的. 有人举过一个想像的例子,就是你移动的...
独山县18618293799: 一些关于相对论不理解的地方?
稻眉偏瘫: 1、以时间为一个坐标轴,就是时间轴. 2、四维空间可以是三位空间加时间,也可以是三维空间加引力场等其它很多种.具体需要用多少维来描述,取决于你要做什么实验,这些维是影响你实验的条件,都描述清楚了,你实验就会只有一个确定结果.三维通常是最简化的模型,我们生活在多维空间. 3、启蒙教育的说法,用来比喻,读者不理解的事务或现象.持此说者,假设蚂蚁没有立体感,而实际上,蚂蚁有立体感,可以建造透水、通风良好的蚁穴.
独山县18618293799: 相对论的理解 - ?
稻眉偏瘫: 广义的相对论是指相对概念的论述,最常见的相对概念是大-小、多-少,相对于1,10是多的,相对于100,10是少的.通常所说的相对论,特指爱因斯坦相对论. 相对论的产生,全部是由特定的人从特定的角度去论述问题,而全面的论述问题,无...
独山县18618293799: 关于相对论的问题,请较专业人士回答~~ - ?
稻眉偏瘫: 我给你解释一下,这几个结论看起来有点矛盾,是因为彼此的前提都是不一样的.第一个是纯粹狭义相对论的内容,从某一个观察者的角度,物体速度越大,时间越慢,这个观察者往往习惯假设为地球上的人.第二个则是广义相对论的内容,它...
独山县18618293799: 相对论很难理解诶,请问有谁有容易的方法理解吗`? - ?
稻眉偏瘫: 狭义相对论就是 狭义相对论是建立在四维时空观上的一个理论,因此要弄清相对论的内容,要先对相对论的时空观有个大体了解.在数学上有各种多维空间,但目前为止,我们认识的物理世界只是四维,即三维空间加一维时间.现代微观物理学...
独山县18618293799: 相对论究竟难懂在哪里啊 - ?
稻眉偏瘫: 狭义的难在不直观,因为讨论的是高速情形,与任何人的一般经验不符.广义的一方面难在不直观,更重要的是广义相对论的数学基础多数人达不到,至少得知道一点微分几何
独山县18618293799: 你觉得相对论难理解吗 - ?
稻眉偏瘫: 爱因斯坦说,假设一个物体接近光速时,那么,时间停止. 而当一个物体超过光速时,时间会膨胀,也就是时光倒流了,出现钟慢. 我很难理解,时间和速度有什么关系呢,时间到底是什么东西,难道它是一种速度?物质?存在的东西?假设...
独山县18618293799: 谁能解释一下爱因斯坦的相对论 ! - ?
稻眉偏瘫: 相对论是关于时空和引力的基本理论,主要由爱因斯坦创立,分为狭义相对论(特殊相对论)和广义相对论(一般相对论).相对论的基本假设是光速不变原理,相对性原理和等效原理.相对论和量子力学是现代物理学的两大基本支柱.奠定了...
独山县18618293799: 关于相对论的一个问题 - ?
稻眉偏瘫: 因为按照相对论,物体的运动速度接近光速的时候时间就会变慢,空间也会缩短.是不正确的.因为你的理解本身就是错误的相对论分为两种,一般相对论与狭义相对论,他主要阐述的是空间与时间的关系,它的推论证明就是光速不变原理与时间...