關於相對論的一些想法?

問個簡單的問題:假設在地球上有一對雙胞胎,哥哥坐著宇宙飛船以光速(假設)向著外星系飛行,弟弟則留在地球上,那麼當哥哥在外太空旅行了一段時間後回到地球後,此時誰看起來更老?

(根據相對論所解釋確實是弟弟會更老,但是換個角度想,我們是把弟弟當做靜止的參考系,使哥哥以光速離開;但如果把哥哥和飛船作為參考系,那麼就是弟弟在地球上以光速離開哥哥了,那不就是哥哥看起來更老了?)


這就是經典的雙生子佯謬啊。

事實上,你是不可以「如果把哥哥和飛船作為參考系,那麼就是弟弟在地球上以光速離開哥哥」的,原因是,兩人最終需要重新見面才能比較年齡。坐飛船離開的哥哥,最終需要掉頭返回,因此他必然有一個時段(掉頭過程中)不是慣性系。誰是慣性系誰不是,是問題的關鍵,且不可以改變。你不可以反過來認為弟弟在地球上離開哥哥的原因就是這樣就變成了弟弟非慣性而哥哥慣性,違背事實。

謝邀~


你說調頭時是飛船上的哥哥感受到自己和周圍物體向原運動方向的慣性,還是在地球上的弟弟和地球上的東西因哥哥調頭感受到相對哥哥運動方向的慣性呢?這個過程不是對稱的哦


是這樣的,關鍵在於一點,弟弟需要經過離開加速,再減速,然後折返,再加速,再減速的過程。

相對論中有個等效原理,重力等效於加速度,所以弟弟不斷加速減速的過程中受到了引力場的作用,而哥哥沒有。

因此還是弟弟更年輕的。


先和之前錯誤的答案劃清界限。通過回復的提醒,我才意識到要解決這個問題根本不需要用到廣義相對論(之前是想當然的以為如果是有加速度存在就需要用廣義相對論來解釋)。這個問題設置的很有迷惑性。首先你得先認清楚什麼是現實,現實就是我們都在地球上,我們的時間就是這麼快了,不會因為某個人坐著飛船從地球經過,我們的時間就會發生變化,我們的時間長短是一個客觀存在的事實。所以,我們可以根據我們的時間來推斷那個離開地球的哥哥的時間,卻不能用在飛船上哥哥的時間來定義我們地球已經客觀存在的時間。

再次感謝回復中糾正我的同學。。。

-----------------------------------------------------------------

所以為了解決這個問題才會有廣義相對論的產生啊。


相對論沒辦法解釋雙生子悖論,至少是我沒看到合理的解釋。如果雙生子一直是勻速遠離永遠不再見,那麼用相對論同時的相對性和通訊不能超光速還可以勉強解釋,但是一旦他們掉頭回來再相遇就會出現解釋困難。

有用時空圖(狹義相對論)解釋的,那個解釋很不嚴謹,混淆了悖論和效應的概念,認為效應不明顯就可以忽略,殊不知就算A看B比自己慢0.00000000001秒,同時B看A也比自己慢,這也是悖論,和效應不明顯就可以忽略完全是兩碼事,就算解釋者強行混淆悖論和效應的概念,我也可以設計一個完全對稱情形來駁斥這種解法(詳細見我的分享——一個有趣的思想實驗來說明時空圖對雙生子悖論(雙生子佯謬)的解釋是錯誤的 - 知乎專欄)。

還有用廣義相對論解釋的更像是在搪塞。一上來就說「一旦有加速度狹義相對論就自動失效了」,且不說有加速度也可以用微積分和時間膨脹公式計算悖論仍然存在,就單這句話就可以說明狹義相對論是錯的。狹義相對論否定了以太,認為一切運動都是一個物體相對於另一個物體的,但是按照這種說法宇宙中根本就定義不了任何一個絕對的慣性系,因為定義了地球的一點,地球是繞著太陽轉的,旋轉是有加速度的,定義太陽系的一點,太陽又是繞著銀河系的質心旋轉的,這說明如果承認「狹義相對論只適用於慣性系」,那麼就得承認狹義相對論天然就是失效的,不能解釋現實中的任何問題,是毫無意義的。 如果你非要定義一個絕對的慣性系,那麼以太又出來了,這和狹義相對論的基本假設又矛盾。


推薦閱讀:

為什麼超光速不能實現?
愛因斯坦的光錐理論能否說明任何事物都是被註定了的?
為什麼以接近光速旅行感覺不到時間流逝?
是根據光速不變推出麥克斯韋方程組還是從麥克斯韋方程組推出光速不變的?
尺縮效應是相對的還是絕對的?

TAG:物理學 | 狹義相對論 |