相对论:高速运动后变年轻?根据相对论,若以地球作参考系,则宇宙飞船中宇航员应新陈代谢变慢,即变年轻.同理若以飞船作参考系,则地球上的人应变年轻.但为什么当飞船回到地球后宇航员比
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/11/22 12:46:45
相对论:高速运动后变年轻?根据相对论,若以地球作参考系,则宇宙飞船中宇航员应新陈代谢变慢,即变年轻.同理若以飞船作参考系,则地球上的人应变年轻.但为什么当飞船回到地球后宇航员比
相对论:高速运动后变年轻?
根据相对论,若以地球作参考系,则宇宙飞船中宇航员应新陈代谢变慢,即变年轻.同理若以飞船作参考系,则地球上的人应变年轻.但为什么当飞船回到地球后宇航员比地球人年轻呢?(似乎参考量度“偏向”了地球人)
相对论:高速运动后变年轻?根据相对论,若以地球作参考系,则宇宙飞船中宇航员应新陈代谢变慢,即变年轻.同理若以飞船作参考系,则地球上的人应变年轻.但为什么当飞船回到地球后宇航员比
巫医的颤抖 -说的不错,
经典的孪生子佯谬.
因为飞船经历了加速与减速返航过程.因此这不属于惯性系.也不能用狭义相对论来解释.
但为了解释更简单.我们也可以使用狭义相对论.
即把减速返航至匀速回地球的过程认为是瞬间的.这样就变成了两个惯性系.这样狭义相对论就可以应用了.
好了.现在我们应用一下.出发时地球人(A)看太空人(B),A看B是B时间慢,而B看A则是A慢.(很难理解,但的确如此)但是,当B掉头回航时,A一下子老了许多.为什么会这样?我们看看洛伦兹变换式中关于时间的变换式便可知道(不知道洛伦兹变换式可以上网查,由于比较麻烦,这里就不写了)
我们发现,掉头前后速度V是不一样的.刚好差了一个负号,将两个速度分别代入洛伦兹变换式,由于B掉头时间很短,因此t’变化量很小,而Vx'/c2一项前后差了一个负号,再加上约等于0的洛伦兹因子(即分母,因为飞船高速,因此分母很小)所得的t1,t2(即掉头前后B算得A的时间)只差会十分大.
换句话说,掉头前后,一瞬间,A一下子从小伙子变成老头,到地球时年龄差距就体现出来了.
1955年的原子钟环球实验(哈菲尔—基廷实验)证明了爱因斯坦的理论,高速运行后回航,的确会使时间变慢.
以上是我一个字一个字码的,
不会,只是相对地球参照系时间变慢、衰老延缓
因为飞船回到了地球,地球始终近似是一个惯性系,而飞船经历了一个加减速过程,它不是始终是惯性系,因此这两个参照系不平权。
这是个经典问题,经典回答是:宇航员经历了加速与减速过程,这个加速和减速过程破坏了宇航员与地球这两个参照系的平等关系,使得“相对性原理”(注意,是相对性,不是相对论)不再适用。
如果你不能理解,没有关系。
我们可以通过广义相对论得出这个结论。
如果以地球为参照系,结论不必说。
如果以飞船为参照系,那么,最开始的加速过程,不会造成任何影响,(因为两者的空间距离比较接近,...
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这是个经典问题,经典回答是:宇航员经历了加速与减速过程,这个加速和减速过程破坏了宇航员与地球这两个参照系的平等关系,使得“相对性原理”(注意,是相对性,不是相对论)不再适用。
如果你不能理解,没有关系。
我们可以通过广义相对论得出这个结论。
如果以地球为参照系,结论不必说。
如果以飞船为参照系,那么,最开始的加速过程,不会造成任何影响,(因为两者的空间距离比较接近,根据广义相对论的运算可以得出,它造成的时间差极小),然后宇航员与地球,都看到对方的时间变慢了,到这里也没有什么问题。问题出现在宇航员开始返航的时候,这时候,宇航员开始承受加速度(这是重点,于以地球为参照系不同点),根据广义相对论,加速度等同于引力场。于是可以得出,宇航员的时间在此时变慢了(因为距离地球较远,宇航员时间变慢影响较大,详情略)!宇航员返航到地球后,看到的是自己变年轻了,而不是地球人,就是因为这点,宇航员受加速度影响造成的时间变慢,超过了在以宇航员为参照系时地球人因速度而造成的时间变慢的影响。
其实如果将观察定义为参照系中的任意一个坐标点,通过洛伦兹变换就能得出不管哪个参照系,宇航员回到地球,都会看到自己变年轻。完全不必动用广义相对论。
详细计算过程略。
如有不明白的地方可以问我。
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回到地球后, 就意味着以地球作参考系,就像你前段提及的情况
关键是飞船最后又飞回来了这个事实,若一直远离地球运动,则二者是相对运动
时间上变化是一样的,但他从改变运动状态回来经历一个过程,在此过程中地球相当于静止,则飞船是运动的物体,因而就该意义上说,飞船里的宇航员更年轻
当然飞船要以一个与光速比不能忽略的速度前进,总之飞船此过程中处于运动状态,所以时间变慢,较地球上的人也就更年轻。这也是爱因斯坦狭义相对论的观点。...
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关键是飞船最后又飞回来了这个事实,若一直远离地球运动,则二者是相对运动
时间上变化是一样的,但他从改变运动状态回来经历一个过程,在此过程中地球相当于静止,则飞船是运动的物体,因而就该意义上说,飞船里的宇航员更年轻
当然飞船要以一个与光速比不能忽略的速度前进,总之飞船此过程中处于运动状态,所以时间变慢,较地球上的人也就更年轻。这也是爱因斯坦狭义相对论的观点。
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