相对论双生子悖论如何解决的

如题所述

首先,双生子悖论在狭义相对论中也是完全可解的问题,并不需要广义相对论。双生子的地位并不对等。狭义相对论的所有公式都是对两个惯性系来说的。惯性系可以如下定义:一个不受力的粒子在其中保持静止或匀速直线运动的参照系。假如地球上的人和飞船上的人都可以看作惯性系,那么两人必然一去不返,不会再相见,因此两人互相看对方时间变慢不会造成悖论。当两人见面时,必然其中有一个人经历了加速和减速过程(比如飞船上的人),而在这个过程中,不能简单套用狭义相对论的钟慢公式(但并不是说不能用狭义相对论解决),最终的结论是,飞船上的那个人会比较年轻。然后,在广义相对论中,取消了惯性系的限制,可以将两兄弟地位对等起来讨论,但结论依然是飞船上的那位会变年轻,定量上和狭义相对论结论也不会有区别。这就像阿喀琉斯追乌龟的问题,你理解了极限可以对问题有更深入的理解,但是要算出结果只需要小学追及问题的知识而已。
回答sweetygirlssss的疑问:狭义相对论成立的条件是惯性系。惯性系是整个理论的出发点,或者说类似公设或定义一样的东西,也就是假定我们一定可以找到一个惯性系,至于实际上惯性系存在与否则是另一回事(广义相对论则认为,除了全空间无引力场的情况,不存在全局惯性系)。这就像在欧氏几何中的点、线、面一样,在实际生活中我们是绝对不可能找到精确符合这种定义的实物的,但是我们依然在用欧氏几何。我们可以根据麦克斯韦方程组和相对论力学给出的预言与观测结果的比较,来验证我们选用的参照系在多大精度范围内可以近似看成一个惯性系。如果双生子中的一个作为惯性系足够好,那另一个就肯定不是一个好的惯性系,这个结论依然不变;当然也有可能两个都不好,我们可以另找一个好的惯性系,比如太阳或银心参照系来分别描述这两个人的运动,那么就可以确切的算出两人碰头时的年岁,结果是怎样就怎样。 另外,纠正你的一个说法,狭义相对论时可以精确定义惯性系的,就是我上面说的:一个不受力的物体在其中保持静止或匀速直线运动的参照系。至于由于万有引力的存在,导致我们实际上无法找到一个不受力的粒子,这正是我们需要广义相对论的理由之一,事实上狭义相对论也不能处理引力问题,你应用狭义相对论解题本身就已经说明,在这些问题里必须可以忽略引力作用。
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第1个回答  2021-01-07

双生子佯谬:一个有关狭义相对论的思想实验

第2个回答  2012-01-02
一个有速度的物体,和一个速度为零的物体,在瞬间时间内,相对没有任何意义,你知道它的速度,但是你在任何参考系,都是不可测的,但是,你不能说它没有速度本回答被网友采纳
第3个回答  2012-01-01
但是没有绝对惯性系啊,狭义相对论框架内是无法精确定义惯性系的
第4个回答  2011-12-30
来的

相对论双生子悖论如何解决的
首先,双生子悖论在狭义相对论中也是完全可解的问题,并不需要广义相对论。双生子的地位并不对等。狭义相对论的所有公式都是对两个惯性系来说的。惯性系可以如下定义:一个不受力的粒子在其中保持静止或匀速直线运动的参照系。假如地球上的人和飞船上的人都可以看作惯性系,那么两人必然一去不返,不会...

相对论:双生子佯谬Relativity: the twin paradox
为了尽可能地去除广义相对论效应,我们设定哥哥一直保持高速,他加速和减速都不需要花时间。 好,现在我们定义三个事件: 如果双生子佯谬没毛病,相对论没问题,那么这三个事件的当事人的年龄,就应该与兄妹二人所在的坐标系无关。 现在我们就考察一下两个坐标系中这三个事件发生时当事人的年龄。 在妹妹的坐标系下,她...

双生子佯谬真的解决了吗?
既然把这个称为佯谬,说明是已经被解决了的悖论。而且这个悖论是可以在狭义相对论框架中解决的。用一点广相的知识可以帮助理解。佯谬的意思是,看上去好像不对,但其实是对的。所以这个本身就不是一个没有解决的问题,只是人们创造出来用来“骗人”的。双生子佯谬是基于狭义相对论的对等性原理,认为一个...

双生子佯谬能用狭义相对论解决么
不行,按照狭义相对论是说不通的,因为弟弟发现哥哥年轻了,哥哥也发现弟弟年轻了,陷入这种矛盾,事实上飞船来回是要经历加速减速阶段的,此时飞船已经不是惯性系了,是非惯性系。而狭义相对论的范围是惯性系,所以已经失效了。这个时候必须要用广义相对论来解释了。

双生子悖论如何用相对论解释?
一个关键点是:在广义相对论中是引力势的差异导致时钟快慢的不同,一定要注意不是引力场强的差异引起的。乘火箭的哥哥是这样解释自己年轻的:他做匀速运动时,是看到弟弟在变年轻;他在出发、降落时,尽管处于强的等效引力场中,但由于他那时与弟弟相距很近,故他俩所处的引力势相差不大,可忽略这两...

相对论中双生子佯谬的进一步推演和疑问
“双生子佯谬是一个有关狭义相对论的思想实验”这句话不知从何而来。双生子悖论问题是反对相对论的人用绝对时空理论对相对论的曲解。我们知道,相对性原理是经典物理学中的一个重要结论。简单的说就是任何事物都具有相对性。一张纸必须有两个面,一面为正面,另一面就是背面。下面与背面不可分离。

双生子悖论是什么意思 简单大约一点 给好评
爱因斯坦提出著名的相对论即时间可以改变的理论不久以后 就有天才用双生子悖论进行责难 虽然这个悖论早已被证伪 但我们却可以一窥天才有悖于常理的思路 说 假设地球上出生了一对双胞胎 一个孩子留在地球上 同时另一个孩子乘坐飞船以接近光速离开地球 当地球上的孩子长大到二十岁后飞船以相同的速度返航 当...

双生子佯谬与相对论谁对谁错 他们是矛盾的 应该只有一个是对的吧
双生子悖论是个假想实验,怎么会错,结果可以有多种,要看解题的人是否能考虑全面。双生子悖论根本不是一个在地表一个高速飞行再回来,而是“真空中两双生子各坐一艘飞船匀速高速远离,假设两个飞船都是惯性系,根据狭义相对论推导,甲认为自己参照系静止,乙参照系高速运动,所以乙时间变慢,老得慢;乙...

探索“双生子佯谬”之谜,怎样理解狭义相对论的精华?
双生子佯谬故事其实就是:一对双胞胎,哥哥乘坐飞船去宇宙耍一圈回来,问到底哥哥弟弟谁更年轻?而狭义相对论又告诉我们“运动物体时间会变慢”,但是问题关键在于,哥哥和弟弟,都可以认为自己是静止,对方在运动,哪到底谁在变慢?我们先来分析哥哥的行为,哥哥最开始和弟弟一起静止地面(称为...

简化版双生子佯谬,谁能回答谁是神!
这个问题涉及到相对论中的双胞胎悖论。根据相对论,时间 dilation 和 length contraction 等效应会导致具有不同速度的观察者在相对速度接近光速的情况下,经历的时间和空间会发生变化。简单来说,速度越快的人在经历的时间上会变慢,但在他们自己的参考系中并不会感受到时间的变化。在这个问题中,两个...

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