关于以接近光速星际旅行的问题

来源：学生作业帮编辑：作业帮分类：综合作业时间：2024/05/26 15:46:31

关于以接近光速星际旅行的问题
霍金在《时间简史》中说过,一个人以很高的速度做星际旅行,回到地球后没什么可高兴的,因为他在地球上的好友已死了几千年了.我看了高三教科书中的相对论简介,相对于我们高速运动的物体,在我们看来它的时间会变慢.我在想,在书中旅行者看来他地球上的好友也在做高速运动,生命也会变慢,为何他回到地球上他们却死了几千年了?

我曾经也有过这个问题,自从我知道接近光速的“钟慢”效应,这个问题就出现在我脑子里了.最近看了《狭义与广义相对论浅说》的部分内容才了解其中的问题.
这个问题就是著名的“双子悖论”,是由于狭义相对论的相对性原理导致的,它最初是作为反对狭义相对论的一个证据被提出的.
一位太空接近光速旅行者,如果以地球为参照系,由于其高速飞行其时间流逝应当比地球上慢,他返回地球时应该比留在地球上的孪生兄弟年轻.但是如果以飞船为参照系,那么出于同样的理由,得到的结论却是他比兄弟年老.
事实上此问题已经超出了狭义相对论的范畴,狭义相对论无法解释,要解决这个问题必须求助于广义相对论.爱因斯坦本人认为前一种推论是对的.这主要是由于飞船返航时的加速度以及飞船和地球上的引力场差异所导致的.

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