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关于双生子佯谬的答案中的疑问

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/24 13:29:28
关于双生子佯谬的答案中的疑问
在所有关于双生子佯谬的回答中,都提到了旅行中的哥哥因为经历变速,所以会比留在家里的弟弟年轻,但是,我觉得既然在弟弟看来哥哥经历了变速阶段,难道在哥哥看来弟弟不是也经历了变速阶段吗?难道说只有速度是相对的,而加速变是绝对的?加速度只有本参考系才可感应得到,其它参考系无法感应到?
我仔细阅读了szbjshen 的回答,还有一点疑问:就是既然相对论中认为没有一个参考系是相对其它参考系是优越的,那么为什么会认为A的参考系是近似惯性的,而认为B的参考系是非惯性的?这是从哪个参考系观察所得到的结论呢?我认为如果B相对于A来说是非惯性的,那么A相对于B来说也应该是非惯性的!另外:1.如果空间是封闭的,B只要一直向前飞即可回到A处;2.B既经历了加速阶段,也经历了减速阶段,难道两个分阶段不能相互抵消吗?也就是说加速度像摩擦力似的,只能相加,不能相减?
相对论诞生后,曾经有一个令人极感兴趣的疑难问题---双生子佯谬.一对双生子A和B,A在地球上,B乘火箭去做星际旅行,经过漫长岁月返回地球.爱因斯坦由相对论断言,二人经历的时间不同,重逢时B将比A年轻.许多人有疑问,认为A看B在运动,B看A也在运动,为什么不能是A比B年轻呢?由于地球可近似为惯性系,B要经历加速与减速过程,是变加速运动参考系,真正讨论起来非常复杂,因此这个爱因斯坦早已讨论清楚的问题被许多人误认为相对论是自相矛盾的理论.如果用时空图和世界线的概念讨论此问题就简便多了,只是要用到许多数学知识和公式.在此只是用语言来描述一种最简单的情形.不过只用语言无法更详细说明细节,有兴趣的请参考一些相对论书籍.我们的结论是,无论在那个参考系中,B都比A年轻.
为使问题简化,只讨论这种情形,火箭经过极短时间加速到亚光速,飞行一段时间后,用极短时间掉头,又飞行一段时间,用极短时间减速与地球相遇.这样处理的目的是略去加速和减速造成的影响.在地球参考系中很好讨论,火箭始终是动钟,重逢时B比A年轻.在火箭参考系内,地球在匀速过程中是动钟,时间进程比火箭内慢,但最关键的地方是火箭掉头的过程.在掉头过程中,地球由火箭后方很远的地方经过极短的时间划过半个圆周,到达火箭的前方很远的地方.这是一个"超光速"过程.只是这种超光速与相对论并不矛盾,这种"超光速"并不能传递任何信息,不是真正意义上的超光速.如果没有这个掉头过程,火箭与地球就不能相遇,由于不同的参考系没有统一的时间,因此无法比较他们的年龄,只有在他们相遇时才可以比较.火箭掉头后,B不能直接接受A的信息,因为信息传递需要时间.B看到的实际过程是在掉头过程中,地球的时间进度猛地加快了.在B看来,A现实比B年轻,接着在掉头时迅速衰老,返航时,A又比自己衰老的慢了.重逢时,自己仍比A年轻.也就是说,相对论不存在逻辑上的矛盾.