双子佯谬,惯性系,非惯性系的问题

来源：学生作业帮编辑：作业帮分类：综合作业时间：2024/05/24 05:33:33

双子佯谬,惯性系,非惯性系的问题
刚才午睡的时候突然想到一个问题.
现在考虑一个双子佯谬.a,b起初都在地球上的同一点.然后a留在地球上,设为惯性系.b通过改变运动状态从而完成星际旅行,设为非惯性系.所以,据广义相对论,b和a第二次相遇时,b比a年轻.
我的问题是,如何确定这里的参考系是惯性系还是非惯性系?
我假想了一个时空,时空中有2物体c,d和未知力场x,现在以d为参考系,构造力场x（令c每一点均匀受力）使c物体运动状态发生变化,从而令c运动并最后又回到相对d的初始位置.那么在这个模型中,我们会发现,c,d之间的相互观察是完全等效的.所以根据爱因斯坦的等效性观察的思想,我们没法确定c,d谁固连着惯性系.
我对个人通过思考,对这个矛盾的解答是：不能假设未知力场x.因为广义相对论和电磁场等理论不相容.而且这是不是也意味着重力场方程的特殊性不允许我构造具有上述性质的特殊场x?
当然还剩下的问题是,如何很好的给出一个没有矛盾的,广义相对论的,惯性系‘非惯性系的定义?狭义相对论的惯性系’非惯性系的一些结论,是否只在无场的情况下才能成立?
以上都是在下的个人推理,在下比较业余,如果错了,请高手指出,
我不在乎分,好的回答我会加分.

惯性系的标准之一是看牛顿第一定律在体系中是否成立.在双生子的例子中,假设你把火箭设为惯性系,你会发现以火箭对地面的推动力,想在你给的时间内加速到把地球做惯性系时火箭的速度是不可能的.所以牛顿第二定律不成立了.火箭就不是惯性系.而地球就是惯性系.
确定惯性系不能依照相对运动的两物体上的观察者的观察现象去判断,得根据你确定的一个惯性参考系来确定.比如说c和d,如果你要在c、d中找一个惯性系,他们之间就得有一个自身体系得满足牛顿第二定律.如果都不满足,你就要去找其他的惯性系了.和力场没什么关系.观察是相对的,但是惯性是绝对的.
所谓的双生子佯谬是真实存在的,其原因是因为火箭的世界线弯曲了.这个比较复杂,楼主想知道的话,我再和你详细说.
再问：谢谢！回答得很清晰，我明白了我对观察和惯性系的理解确实狭隘了。世界线我之前知道一点，这么想也有些明白了。不过我还有一点想问。我今年刚学大学物理。根据我学习相对论的感受和一些课外阅读（例如测不准原理），我觉得如今物理学中，观察和等效思想很重要。但我好像盲目看重了。所以我想问，就物理学体系而言，我们该把这些思想放在怎样的一个位置上？是把它们当成理论和概念的升华？还是一种工具?再或者仅仅是运气？
再答：观察和等效性？你具体指的是什么？举个例子说明下~~

惯性系和非惯性系是什么意思? 非惯性系：什么是惯性参考系,什么是非惯性参考系? 非惯性参照系与惯性参照系的最直接区别方法是不是就是“惯性系是静止或保持匀速直线直线运动的,非惯性系是做变速运动的. 参照系惯性系和非惯性系是什么? 惯性系与非惯性系有什么区别? 非惯性系光速RT,要公式和简单说明,有证明更佳.主要是想弄明白双生子佯谬，如果匀速过程时间是缩短了，那么在加速减束的时候非惯性系中光速是不变的吗求在非惯性系下的角动量定理形式? 物理非惯性系定义对非惯性系的一些定义啊,延伸什么的.它适用于牛顿定律吗惯性系与非惯性系的区别联系?导弹或者飞机在的运动描述可以将地球作为惯性系么? 什么叫非惯性系,若在非惯性系中,可能匀速圆周运动吗? 惯性问题