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根据狭义相对论,如果兄弟两中的哥哥坐着一个接近光速的飞船去太空遨游一圈,当他回来的时候会发现弟弟已经变成了老头,而对于哥

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/23 13:44:37
根据狭义相对论,如果兄弟两中的哥哥坐着一个接近光速的飞船去太空遨游一圈,当他回来的时候会发现弟弟已经变成了老头,而对于哥哥而言,弟弟相对自己的速度也接近光速,弟弟应该很年轻,现在当哥哥回到地球的时候,到底是谁的年龄更大?
能不能更详细些
在爱因斯坦面前,有四个概念,空间、质量、时间、光速.牛顿的经典物理学认为,空间、质量、时间是绝对的,光速则是相对的.不过爱因斯坦却凭着非常敏锐的触觉,觉得只有光速才是绝对的,空间、质量、时间都是相对的.
于是,爱因斯坦创造了一个人类历史上最伟大的理论的基础,狭义相对论.
狭义相对论是一个原理性理论,它由两个基本原理构成:
光速绝对性原理,无论在任何方向和空间上,光速绝对不变.
相对性原理,物理学里的一切运动,都必须在同等的视点上处理所有的运动状态.
即――我所谓的空间一定是你的空间和你的时间的混合,而你所谓的空间一定是我的空间和我的时间的混合.
而从狭义相对论里更得出了更惊人的结论.运动的物体,相对速度越快,则长度越短、时间越慢、质量越大.
假设我在火车上,你在地面上看着火车走过,这时候你会发现,我变短了、我运动的动作变慢了、我的质量变大了.
但这还不足以解决更深层的问题,时空的本质和引力.爱因斯坦知道,引力是一切定律的关键.1908 年,那个骂爱因斯坦是懒狗的闵可夫司基发现了一个重要的理论,四维时空的绝对性理论.这是用一种数学的语言描述狭义相对论,但当时爱因斯坦并没有对这个理论在意,并嘲笑这个复杂的数学描述.
引出爱因斯坦下一次成功的,是一个非常著名的天文学问题,水星的近日点问题.按照开普勒描述的椭圆轨道,水星应该顺着椭圆型的轨道围绕太阳运转.但几百年来的观测证明,水星每沿轨道环绕一圈后,都不能回到原来的位置上,而是有一点点很小的偏离.这就是水星在近日点上的移动.这个移动有 1.38 弧秒.
牛顿的引力定律可以解释这 1.38 弧秒中的 1.28 弧秒,那是木星和其他行星对水星产生引力作用的结果,但剩下的 0.1 弧秒没任何办法解释,而测量的误差只有 0.01 弧秒的大小.
首先,爱因斯坦建立了一个“等效原理”,可以用小学课本的《两个铁球同时着地》去简化一下它的描述.
假设你在一个悬崖边上,远处一个炮弹在被打起的一刹那,你跳下悬崖.这时候,在地面上相对静止的人,看到炮弹的运动是一个抛物线运动.而正在掉下悬崖的你,看炮弹的运动,则是一个向上的匀变速直线运动!
为什么?因为在引力的作用下,你和炮弹都处于同一个参考系里,则炮弹受重力的作用和你受重力的作用互相抵消,在这个参考系里,你的运动和炮弹的运动是不受重力影响的了,就是所谓的失重状态.
然后,爱因斯坦又再得到了一个更惊人的理论,就是引力引发时间膨胀.
假设我们有两只非常精确的手表,一只放在地面上,一只放在高空中,经过一段时间后,高空中的那只手表一定走得比地面上的手表要快一些!
1912 年,爱因斯坦经过一段时间的挣扎以后,终于被迫接受了闵可夫司基的绝对时空概念――在我们的宇宙中,只有一个惟一的绝对的四维时空.这样,他能解释得了新理论里的时空卷曲.也就是,离地球近的时空,卷曲曲率比较大,而离地球远的高空上的时空,卷曲曲率比较小.地球上的表受到时空卷曲的影响,则走得慢了!
此后的三年里,爱因斯坦终于意识到数学、特别是黎曼几何对他的新理论有非常重大的意义,于是他在几所大学之间辗转讲学的时候,把他的理论重新用数学形式描述一次.经过计算,在1915年11月25日,人类历史上最伟大的物理理论之一、广义相对论诞生了.
(实际上,第一个计算出完整的广义相对论形式的人并不是爱因斯坦,而是和他合作过一段时间的数学家希尔伯特)
所以应该是以光速运动的哥哥年轻,其实对于哥哥来说他就过了比弟弟少了很少时间,而在地球上的其实已经过了20年了.
当飞行器接近或达到光速时,时间会减慢或停顿吗?若这样人坐上这飞船遨游太空后回地球可会有物是人非的景象? 一个在接近光速的飞船中的人是否会主观感到他的飞船以超光速飞行 一个在接近光速的飞船中的人是会不会主观感到他的飞船以超光速飞行 一天,妈妈买了一些口香糖分给双胞胎兄弟俩,哥哥发现:如果给弟弟一块弟弟口香糖的块数是他的两倍,如果 爱因斯坦相对论的问题根据相对论,如果一个人以接近光速离开我,然后他游览了宇宙一天时间又回来找我了,那我可能已经老了20岁 一天,妈妈买了一些口香糖分给双胞胎兄弟,哥哥发现:如果给弟弟一块,弟弟口香糖的块数是他的两倍;如果想弟弟要一块,则和弟弟 关于相对论双生子佯谬相对论上的一个经典例子,说一对双生子,哥哥坐0.99倍光速的飞船去外太空,弟弟留在地球上,等到几十年 兄弟两人带了同样多的钱去旅游,回来时哥哥用去了5分之3弟弟用去了7分之3这时弟弟剩下的钱比哥哥多36元兄弟 书上说哥哥以接近光速的的速度离开地球,回来后比弟弟年轻.可是如果反过来以哥哥为参照系那么变年轻的不是弟弟吗?那么到底是谁 哥哥和弟弟都有一些故事书,已知哥哥的故事书的本数是弟弟的4倍.如果哥哥送给弟弟15本,那么兄弟两人的本数就一样多了,问哥 井到房子的距离一个人去井打水,回来的时候发现桶壁上漏了个洞,而这个洞的距离是桶壁高的四分之一,当到达房子的时候,水已经漏 狭义相对论中时间膨胀在空间中,如果S系相对于一个参考点是静止的.而S'系以接近光速匀速运动.在S系中观察,S'系中的时钟