双生子佯谬假如有一对双胞胎,其中一个乘飞船离开地球,飞船的速度可以使地球上的时间流逝是原来的1/10;另一个呆在地球上.飞船飞往一个距地球遥远的星球,飞行10年后返回.设留在地球上
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/11/26 01:13:33
双生子佯谬假如有一对双胞胎,其中一个乘飞船离开地球,飞船的速度可以使地球上的时间流逝是原来的1/10;另一个呆在地球上.飞船飞往一个距地球遥远的星球,飞行10年后返回.设留在地球上
双生子佯谬
假如有一对双胞胎,其中一个乘飞船离开地球,飞船的速度可以使地球上的时间流逝是原来的1/10;另一个呆在地球上.飞船飞往一个距地球遥远的星球,飞行10年后返回.设留在地球上的人为A,乘坐飞船的人为B.飞船返回后
问:1,无论从哪个参考系看,B都比A年轻
2,设地球为惯性系,则B比A年轻;设飞船为惯性系,则A比B年轻
3,无论从哪个参考系看,A和B一样年轻.
我困扰了很久的问题,经过我很久的研究,大概倾向于答案3.
想听听高手意见,如果还有其他答案,
答案务必要清晰易懂,尽量少用公式.
1楼在刻意为飞船规定路径,如果飞船不存在“掉头”的过程呢?假设飞船就像绕地球一周那样回来了呢。“超光速”这个解释站不住脚。
2楼也在谈论飞船的转向问题,还好没有“急转弯”,但是您说的飞船减速或者返回时候绝对时间增加是没有道理的。这真是霍金的解释?如果是这样霍金绝对是说错了。
3楼有机会咱们一起讨论,我对您的假设很感兴趣。
4楼的方法不错,但我有一个问题,如果把飞船看成惯性系的话,地球乃至整个宇宙也处于加速和减速过程吧。您似乎没有分析这个过程。
还是4楼朋友的问题,首先不存在一个惯性系。作为B来讲,他感觉自己是静止的,那么在他看来,他的飞船是近似惯性的,这样他周围的一切就是非惯性的,他的感觉不会是您说的那样,他会感觉到周围的一切都在加速或者减速。
AHWEI3这个朋友,您似乎没有理解我的问题
双生子佯谬假如有一对双胞胎,其中一个乘飞船离开地球,飞船的速度可以使地球上的时间流逝是原来的1/10;另一个呆在地球上.飞船飞往一个距地球遥远的星球,飞行10年后返回.设留在地球上
哇,讨论很激烈呀,
我只来发表一下自己的意见,至少那时候我看了这个谬论觉得这样想很好
就是,要看是谁来比较的
因为,你要想比较两个人的年龄,必须去找个人吧,如果不是人就无法来比较了,想想看~
或者说,楼主可以把这个人当做这整个事件的观察者以及判断者(肯定是要存在的)
那么,这个样谬的关键在于它没有说明这个所谓的观察者是在哪个惯性系之中(就是他以之为参考的那个惯性系)
我们设它是C,那么,加入一开始,C就和A呆在地球上,那么,等到飞船归来,它会认为B年轻了
如果C和B一起上了飞船,那么回来时,他会认为地球上的A年轻
即使最后的比较地点是在地球上,C也回到了地球,但是,由于他经历了非惯性系加速导致的时空效应,它的时空观是和一直呆在地球上是不一样的
这样子一想就没问题了,如果C既不是在地球上也不是在飞船上,而是在另外一个系统之中,地球和飞船都相对于它加速运动,那么他会认为AB一样年轻(前提是两个系统的加速是反向等效的)
哎,学艺不精,具体的证明我是无法给出了;不知道楼主赞同吗?
应该是3
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...
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应该是3
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.
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由于运动是相对的,所以地球看飞船的人觉得他慢,飞船上的人看地球的人也是觉得慢,不仅如此,他还会看见整个宇宙都比自己慢。
那么到底谁最后会真正变慢?飞船不停下来是不能比较的,因为两者参考系不一样,钟的快慢必须两者都位于同一参考系下比较才能有实际意义,而停下来这个过程是减速,即动钟参考系必须发生改变,
参考系发生改变那个钟就是真正变慢的钟,即动钟变慢,1是正解,谁看起来都是这个结果。<...
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由于运动是相对的,所以地球看飞船的人觉得他慢,飞船上的人看地球的人也是觉得慢,不仅如此,他还会看见整个宇宙都比自己慢。
那么到底谁最后会真正变慢?飞船不停下来是不能比较的,因为两者参考系不一样,钟的快慢必须两者都位于同一参考系下比较才能有实际意义,而停下来这个过程是减速,即动钟参考系必须发生改变,
参考系发生改变那个钟就是真正变慢的钟,即动钟变慢,1是正解,谁看起来都是这个结果。
根据等效原理,加速、减速与引力是不可区分的,而引力可以令时间变慢,所以加速、减速都可以,而且加速、减速两个过程对时间的影响是不能抵消的,都是变慢,就算往返一次也都是变慢,总之任何变速的动作都只能令时间真正的变慢,决不会变快。
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超光速也用上了?话说超光速时间还倒流呢。不过没有任何物理理论支持超光速的观点。
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楼主说的有点偏差,惯性系是没有加速的,加速的是非惯性系。你说的应该是以动钟本身作参考物。如果动钟比较自大,它在加速的过程中完全可以说自己的火箭能令整个宇宙都在加速,因为从它自己看来确实是这样。
但这里,能感到被加速的不是周围宇宙,而是它本身,它被加速的感觉就跟它停留在某个星球上面一样,所以变慢的还是动钟。
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说过是看起来这样而已,从宇宙其它地方看他以及他看外面宇宙都一样。对加速的感觉不是用眼看,是身体的感觉,甲板会推着他,他也感觉到自己的重量,不是失重。而且如果他拿个杯子,在飞船加速的情况下松手,杯子就会掉甲板上打破。如果他根本看不见外面,他会认为自己处于引力场中,引力场本身就是非惯性系。
而且,决定性的是,对于他来说,周围都像在“往下掉”,周围的宇宙像处于一个大引力场之中一样,而只有他在这个引力场之中没有“掉”,他跟周围宇宙的参考系就不一样,能在引力场中不往下掉的钟就会变慢,跟我们地球上的情况一样。
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这个问题霍金老先生早就有答案了。
正确答案3 参考资料《时间简史》
如果坐飞船的人一直均速飞下去(不停)这样的话 飞船上的人会比地球上的人年轻 但是只要这个飞船返回地面就要转向 这样的话 他个人的绝对时间就会增加消逝的速度 等到达地面时 两人的面貌一样!
再通俗的讲 就是做飞船的人只能以均速向一个方向飞去 不能停下来 这样他才会老的慢 但是只要他减速或者...
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这个问题霍金老先生早就有答案了。
正确答案3 参考资料《时间简史》
如果坐飞船的人一直均速飞下去(不停)这样的话 飞船上的人会比地球上的人年轻 但是只要这个飞船返回地面就要转向 这样的话 他个人的绝对时间就会增加消逝的速度 等到达地面时 两人的面貌一样!
再通俗的讲 就是做飞船的人只能以均速向一个方向飞去 不能停下来 这样他才会老的慢 但是只要他减速或者转向回来 他的绝对时间瞬间就会发生180度大转弯 等他回到地面就会和他的孪生兄弟一样的年轻。
这个问题去《时间简史》里 霍金老先生曾做过答案 !
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爱因斯坦曾作过这样一个设想来解释其时间延缓:时间是一个一维的直线,现在假设空间也是一维的且与时间维垂直,这样一个静止的物体只在时间维走动,而运动的物体还要经过空间维,于是他在时间维投影移动的速度比静止要慢,即时间延缓。如果楼主看到这觉得设想有问题就留言给我,我想看看楼主的物理功底如何。显然安照上述B慢。对于这个题目,比较复杂,即有惯性系又有非惯性系不得不用广义相对论来考虑,并且不得不引入第三者参考...
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爱因斯坦曾作过这样一个设想来解释其时间延缓:时间是一个一维的直线,现在假设空间也是一维的且与时间维垂直,这样一个静止的物体只在时间维走动,而运动的物体还要经过空间维,于是他在时间维投影移动的速度比静止要慢,即时间延缓。如果楼主看到这觉得设想有问题就留言给我,我想看看楼主的物理功底如何。显然安照上述B慢。对于这个题目,比较复杂,即有惯性系又有非惯性系不得不用广义相对论来考虑,并且不得不引入第三者参考系(以下简称3)3静止太空,对于A一是引力延缓,二是地球远离速度并且这个速度是连线方向的切向速度,对于B只有速度,可以列方程组来判断两位的时间差距。无法定性给出.手机打字只能那么多。
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绝对是1 !根据狭义相对论,高速运行中的物体时间会变慢是客观现象。是由于运动导致的时空压缩所致,并不是光线传导所致。所以与方向及参照物无关。霍金在《时间简史》中对此有这样一段清楚描述:就目前最快喷气客机的速度。如果一个人用其一生80年时间一直坐在飞机上旅行。可以“赚到”1秒钟时间。注意这里并没有说要向一个方向,事实上在地球上也不可能一直向一个方向飞行对吗?...
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绝对是1 !根据狭义相对论,高速运行中的物体时间会变慢是客观现象。是由于运动导致的时空压缩所致,并不是光线传导所致。所以与方向及参照物无关。霍金在《时间简史》中对此有这样一段清楚描述:就目前最快喷气客机的速度。如果一个人用其一生80年时间一直坐在飞机上旅行。可以“赚到”1秒钟时间。注意这里并没有说要向一个方向,事实上在地球上也不可能一直向一个方向飞行对吗?
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悲哀的人们无法实验,只能想象!思维有多宽广,答案就有多复杂
答案绝对是1.从A看,B在快速运动,根据时间膨胀规律可知A看到的B比他年轻.从B看,B在飞行过程中相对于自己不动,A相对于他在以飞船的速度运动.这时A比B年轻.但飞船准备调头回去时,在它掉头的一瞬间,他自己没有动,但A相当于从飞船后面饶了一个半圆一下子到了飞船前面.这就是一个理论上的超光速(这一点非常重要,理解了就攻破问题了),所以在B看来A就迅速衰老,大幅度地衰老.调头之后,在B看来A又以飞船的...
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答案绝对是1.从A看,B在快速运动,根据时间膨胀规律可知A看到的B比他年轻.从B看,B在飞行过程中相对于自己不动,A相对于他在以飞船的速度运动.这时A比B年轻.但飞船准备调头回去时,在它掉头的一瞬间,他自己没有动,但A相当于从飞船后面饶了一个半圆一下子到了飞船前面.这就是一个理论上的超光速(这一点非常重要,理解了就攻破问题了),所以在B看来A就迅速衰老,大幅度地衰老.调头之后,在B看来A又以飞船的速度运动,A的时间又变慢.但由于之前的大幅度衰老,所以当B最终回到地球时还是发现自己比A年轻.呵呵
以上答案只针对直线运动,至于圆周运动或其他的什么曲线运动三角形四角行5边形等等还有待讨论,因为这样的路线实在太过复杂
楼主啊,你说B感觉自己是惯性系那他周围就是非惯性系了?这是什么逻辑?既然他是匀速运动,那不论从哪个角度看自己和外面都是惯性系.至于你说的近似惯性系大概是指速度没有绝对匀速吧?这种说法无意义饿
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绝对是1
我去查了查『时间简史』,好像并没有提供类似3的结论。
讨论参照系,没有意义。因为B最后是回到了原地。
也就是说B最终使用了A的参照系。我们需要的也是最终他们俩在同一参照系下的对比。所以B在那之前使用什么参照系,没有讨论的必要。
关键是这件事情已经被实验证明了。
好像是有人带着一个足够精确的原子钟座飞机。
然后回到原地,发现时钟的确是慢了。...
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绝对是1
我去查了查『时间简史』,好像并没有提供类似3的结论。
讨论参照系,没有意义。因为B最后是回到了原地。
也就是说B最终使用了A的参照系。我们需要的也是最终他们俩在同一参照系下的对比。所以B在那之前使用什么参照系,没有讨论的必要。
关键是这件事情已经被实验证明了。
好像是有人带着一个足够精确的原子钟座飞机。
然后回到原地,发现时钟的确是慢了。
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看来大家都是在1和3之间。我选3,我参阅了时间简史,霍金说在相对论中
并没有唯一的绝对时间。相反,每个人都有他自己的时间测度。这依赖于
他在何处并如何运动。lZ的想法是对的。那么久的研究没有白做。
这个结果是由狭义相对论所推测出的(移动时钟的时间膨胀现象),而且是能够透过实验来验证:我们能够探测到于大气层上层产生的μ介子。如果没有时间膨胀,那些μ介子在未到达地面之前就已经衰...
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看来大家都是在1和3之间。我选3,我参阅了时间简史,霍金说在相对论中
并没有唯一的绝对时间。相反,每个人都有他自己的时间测度。这依赖于
他在何处并如何运动。lZ的想法是对的。那么久的研究没有白做。
这个结果是由狭义相对论所推测出的(移动时钟的时间膨胀现象),而且是能够透过实验来验证:我们能够探测到于大气层上层产生的μ介子。如果没有时间膨胀,那些μ介子在未到达地面之前就已经衰变了。
但如果我们从宇宙飞船上的兄弟的角度去想这个问题,我们似乎会得出矛盾的结果:旅行者在宇宙飞船中会看到地球以高速离他而去,然后又高速回来。他可以认为他在地球上的兄弟才是移动时钟,所以是他的兄弟才会受时间膨胀所影响,而不是他自己。狭义相对论指出所有观测者都有同等意义,没有任何一个参考系是会获得优待的。因此那旅行者会预期回到地球后会看见比他更年青的双生兄弟,但这就与他兄弟的想法恰好相反究竟谁的想法才是正确的?
结果是旅行者的期望是错误的:狭义相对论并没有说所有观测者都有同等意义,而是只有在惯性系中的观测者(即没有进行加速运动的观测者)才有同等的意义。但宇宙飞船在旅途中亳无疑问是至少加速过一次的,所以旅行者并不是惯性系。反之,留在地球上的兄弟在整个航程中都是在惯性系之中(如果我们忽略源自地球质量及移动所带来的相对较小的加速度),所以他能够把他跟他兄弟分辨开来。
有些人在解决这吊诡时会认为狭义相对论并不能够用于加速中的物体,而只可使用广义相对论,这是不正确的。举个例说,该对双生兄弟的年龄是可以借着求时空间隔在他们任何一个惯性系中所行走的时空路径(这些路径被称为世界线上的积分来准确地计算出来的。近似的方法可以用来计算一加速中的宇宙飞船的相对性行为(参看相对性火箭)。狭义相对论唯一不适用的情况是当重力的影响是不能被忽略的时候,这时我们就真的需要用到广义相对论。
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首先,从未来的角度来看,我们现在及以前的科学理论是不全面的或部分错误的。所以,要现在来解决未来的问题,需要的是:想象力!
一,光年是一个长度单位,不是时间单位。
二, 时间和长度是两个无关的量。
三,超光速是可能的。
先回答楼主的问题:两个人一样年轻,衰老的时间是一样的。
1,飞船接近并低于光速,当B回到地球的时刻(瞬间),A看到年轻的B...
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首先,从未来的角度来看,我们现在及以前的科学理论是不全面的或部分错误的。所以,要现在来解决未来的问题,需要的是:想象力!
一,光年是一个长度单位,不是时间单位。
二, 时间和长度是两个无关的量。
三,超光速是可能的。
先回答楼主的问题:两个人一样年轻,衰老的时间是一样的。
1,飞船接近并低于光速,当B回到地球的时刻(瞬间),A看到年轻的B,但B会慢慢变老(一段时间内),最终和A一样。
2,飞船以超光速飞行,当B回到地球的时刻(瞬间),A看到和自己一样的B,但B会急剧的变年轻(类似音爆,暂称为视爆)然后会变老和A一样。
3,其实,在1,2中,B一直和A一样的慢慢变老。我们看到的,只不过眼睛骗了我们,光骗了我们。举个例子:一个飞机以超音速飞行,并从1数道10。我听到的却是10到1的倒数,我们听到了过去吗,显然不是。难道我们超越光速就回到过去了吗?
4,看到有人说飞船一直飞和转弯飞回来的问题。其实是这样的,如果一直飞,B回不到地球,但B的光会传播回来,A看到B会慢慢变老;如果转弯飞回来,B会在飞回地球的路上看到从前的自己,仅仅是看到,探测不到实体的飞船。
5,在超光速的时候会出现视界的压缩,引起视爆,使人的视觉倒退和视觉突跳。
在可预见的未来,我们将以超光速来探索宇宙;在不可预见的未来,我们将以空间隧道或其他方式来探索宇宙。
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霍金和爱因斯坦早就解释清楚了,和你的理论差不多