关于相对论双生子佯谬相对论上的一个经典例子,说一对双生子,哥哥坐0.99倍光速的飞船去外太空,弟弟留在地球上,等到几十年后,哥哥回来了,却发现弟弟已经成了个老头而哥哥却一点没变!哥

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/05/06 20:09:46
关于相对论双生子佯谬相对论上的一个经典例子,说一对双生子,哥哥坐0.99倍光速的飞船去外太空,弟弟留在地球上,等到几十年后,哥哥回来了,却发现弟弟已经成了个老头而哥哥却一点没变!哥

关于相对论双生子佯谬相对论上的一个经典例子,说一对双生子,哥哥坐0.99倍光速的飞船去外太空,弟弟留在地球上,等到几十年后,哥哥回来了,却发现弟弟已经成了个老头而哥哥却一点没变!哥
关于相对论双生子佯谬
相对论上的一个经典例子,说一对双生子,哥哥坐0.99倍光速的飞船去外太空,弟弟留在地球上,等到几十年后,哥哥回来了,却发现弟弟已经成了个老头而哥哥却一点没变!哥哥相对于弟弟是以0.99倍光速离去,那么弟弟相对于哥哥不也是以0.99倍光速离去呢,还有那个同时性也不是很能理解.
假设哥哥在飞船上装一个超级摄像头,录下哥哥飞船上的一切,包括哥哥的时间,然后哥哥把录下的视频用电磁波发给弟弟,假设电磁波不受其他干扰能顺利被弟弟收到,那弟弟是不是会发现哥哥的钟比自己的慢?那反过来,如果在弟弟那里装一个摄像头,哥哥是不是会发现,弟弟的钟比自己的快?
在哥哥的摄像头中,弟弟发现哥哥的钟走的慢,因为弟弟的观测者,在弟弟的摄像头中,哥哥发现弟弟的种走得慢,因为哥哥是观测者,他们可以说是同时么?为什么?参考系同惯性系区别。

关于相对论双生子佯谬相对论上的一个经典例子,说一对双生子,哥哥坐0.99倍光速的飞船去外太空,弟弟留在地球上,等到几十年后,哥哥回来了,却发现弟弟已经成了个老头而哥哥却一点没变!哥
你这个问题还可以用相对论来解答,我是反对相对论的.
更难的双生子是以0.99被光速围绕地球转的飞船,飞船离地球固定距离飞行,通信可以在很短的时间里收到.由于相对距离不变那么通信时间是不变的,时间也就一样了.也就是速度不会影响时间.
相对论是建立了个四维坐标系,在空间三维坐标系中加上了时间坐标系.在这样的坐标系速度就会影响时间.如果速度影响时间,那么能量影响速度,温度(热能)影响能量,通过公式变化,那么改变温度也可以改变时间了.
例如AB两地相距30万公里,从A发光到B收到光1秒,反之也是.从AB中点发光,则分别到A或B都为0.5秒,同时发光则同时到达,用时也0.5秒.如果根据相对论同时发光,2个光的相对速度测量路程,因相对速度仍然为C,用时为0.5秒,那么只有AB间距缩短才可以,也就是尺缩.
把本应当不变的距离变短了. 如果不改变距离则光的时间必须变慢.

火箭掉头的过程中为非惯性系,可等效为引力场,此时火箭离地球很远,引力势这个有人对我说是用广义相对论解释的,同志努力向后学习吧,现在就只能被

双生子佯谬(佯谬指看上去是一个错误,但实际上不是)是已经经过实验证实的真理。爱因斯坦早在1918年就给出了解释。
双生子佯谬是这样的:有一对双生兄弟,其中一个跨上一宇宙飞船作长程太空旅行,而另一个则留在地球。结果当旅行者回到地球后,我们发现他比他留在地球的兄弟更年青。这个结果和我们的日常经验相抵触,所以被认为是错的,实际上,这是对的。
这里,我们给出狭义相对论的解释。广义相对论另有...

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双生子佯谬(佯谬指看上去是一个错误,但实际上不是)是已经经过实验证实的真理。爱因斯坦早在1918年就给出了解释。
双生子佯谬是这样的:有一对双生兄弟,其中一个跨上一宇宙飞船作长程太空旅行,而另一个则留在地球。结果当旅行者回到地球后,我们发现他比他留在地球的兄弟更年青。这个结果和我们的日常经验相抵触,所以被认为是错的,实际上,这是对的。
这里,我们给出狭义相对论的解释。广义相对论另有解释,而且解释的更彻底。但限于作者水平,就不说了。我知道很多人对这个根本不信,一看就想骂,但是,请你耐心看完,也许你会改变你的看法。
我们看这样一个实例:地球上的A和火箭上的B3000年同时出生,火箭带着B以0.6倍光速远离(根据公式,动钟缩短系数为0.8),3025年(在A看来,此时火箭运动了15光年)突然掉头(忽略掉头时间以及一切加速时间),3050年返回,这时,在A看来,自己50岁,根据计算B只有40岁。那么,在B看来A多大,是32岁还是50岁?(这里的地球指一个在宇宙中漂浮的星体,这样是为了忽略地球的加速度和太阳引力,而这个星体本身引力很小,也可以忽略,总之意思就是考虑理想情况)
双生子佯谬最让人迷惑的一点就是:地球和火箭上的两个人地位应该是相同的,把地球换成火箭,火箭换成地球,应该和原来是一样的,怎么会产生不一样的结果呢?
这是因为地球是惯性系,而火箭是非惯性系,注意,只有自始至终速度一致,才能被视为惯性系,即使忽略掉头时间,火箭也不是惯性系。狭义相对论认为,惯性系具有“优越性”,惯性系内的人,他用动钟变慢理论计算自己和对方的时间都是有效的,非惯性系内的人,他只能计算自己的时间,用动钟变慢计算其他人时间是错误的、无效的。不要问为什么,这就是狭义相对论的规定。也就是说,实际上,双生子通过自己对对方的观察,会同时得出对方年轻的结论。但火箭上的那个,由于是非惯性系,他的计时是错误的。也就是说,动钟变慢的公式只能用在惯性系,不能用在非惯性系,否则会得到错误的结果。这就是双生子佯谬中不对称性产生的原因。至于为什么地球是惯性系、火箭是非惯性系而不是反过来,这在狭义相对论里是不能解释而作为前提的,要用马赫原理来解释,是因为地球相对于整个宇宙来说加速度很小。
有的人是这么想的:把火箭掉头前后分开考虑,这样就都是惯性系了。然后他就认为:在火箭掉头前后,在火箭上的B看来,A都比他年轻,加起来也肯定年轻了。这是错误的,因为前后两个惯性系不同,不能相加。具体原因涉及到同时的相对性。用计算来说明吧。比如火箭从地球上3000年出发,以0.6倍光速运动,经历了25年(运动了15光年)后掉头,于3050年返回,所以A那时50岁,这些时间都是地球上的A看到的;A根据动钟变慢原理,推测B根据自己的时钟,3020年掉头,3040年返回,B更年轻,B根据自己的体验证实了A的计算。现在看火箭上的B怎样认为:B认为自己一直没动,3000年A出发,以0.6倍光速反向运动,3020年掉头,3040年返回,此时自己40岁;B在A掉头的时候更换了一个惯性系,在这两个惯性系里,都有A掉头这个事件,这两个事件不是一个事件,但全部发生在3020年,所以可以相加得到自己40岁的结论;但由于B学过相对论,他根据洛伦兹变换算出,A变换到自己的参考系时,会认为两个事件一个发生在3016年,一个发生在3034年,这样,两个16年(3000-3016和3034-3050)并不能相加得到A的年龄,A实际上50岁。
有点糊涂是吗,是不是想问那中间那18年A哪里去了?
根据狭义相对论,惯性系可以建立钟尺网格(就是在各个地方都建立和自己一同运动的钟表和尺子),从而可以测量所有地点的时间和位置。B不是惯性系,B不能,所以,B的测量要借助于其他惯性系。为了把问题搞清楚,我们假定另外有两个人,C和D,C和B一起于3000年(地球时间,下同)从地球出发,但是中途和B分手,不回来了。D在一开始从30光年外也以0.6倍光速反向运动,在B掉头时和B会合,最终于3050年一起回到地球。由于C和D是惯性系,所以他们可以知道A的年龄和位置。我们来看根据相对论会发生怎样的情况:
由于这是个实验,所以在火箭日历显示3020年时,B已经知道要和C分手了。B问C:“现在A多少岁?”
C告诉B:“A现在的计时是3016年,16岁。”
经过短暂而痛苦的掉头后,B发现C已经走了,而D和他在一起,这时B又问D:“A现在多少岁?”
D告诉B:“A现在的计时是3034年,34岁。”
和B一起旅行的没学过相对论的E惊叹:“哇,这么快A就长了18岁。”
B摇摇头说:“不是的,不信你看。”
由于C还没走远,B给C打了个电报问现在A的年龄,结果C回答说,A还是16岁。
然后B又问D:“你跟我们会合前A多少岁?”
D回答说:“那么短的时间,当然也是34岁啦。”
E迷惑了:“那A在我们掉头的同时到底是16岁还是34岁呢?”
B回答说:“不要随便用同时这个词,因为根据相对论,宇宙中不存在一个普世的时间,每个惯性系都可以定义自己的时间系统,你说同时必须指出是哪个惯性系里的同时,对C系,当时A就是16岁,对D系,当时A就是34岁。”
E说:“我指的是我们这个参考系。”
B摇摇头:“我们不是惯性系,不能定义同时的。惯性系可以有办法同时校准参考系里各地的钟表,但非惯性系因为速度是变化的,我们没有办法校准钟表。”
E很沮丧:“就因为我们不是惯性系,所以我们连A的年龄都搞不清了吗?”
B说:“别着急,我们还有另外的办法,出发前,他们商量好了,每年给我发一封新年祝福,我收到一封新年祝福,就知道A长了一岁。当然,我这里不是一年收到一封,因为我们在远离,光在追。根据多普勒效应公式,我们每两年接到一封(相对论中,多普勒因子公式为根号下(1-v)/(1+v),v为两者相对远离的速度,带入v=0.6c,得到多普勒因子是0.5,注意到多普勒因子是频率变为0.5倍,所以周期应为2倍),所以,现在我们是3020年,我们在转头的时候刚刚收到了A传来的3010年新年祝福。之后,根据计算(把v=-0.6c带入多普勒因子公式,得到2),我们每半年会收到一封。”
E问:“这个转变这么突然?”
B说:“其实这个变化也是逐渐变的,就在我们掉头时变的,只不过时间太短,一年才一封的新年贺电反映不出来。来,我们来看和A的视频通信记录。”
B打开放映机,里面是A的生活记录。A会把他的生活情况录下来,随时用电磁波信号传递给B所在的飞船。B指着里面的表对E说:“看,这是我们掉头前收到的,这里面表的秒针2秒跳一下。”
然后B展示了刚刚收到的信号,里面显示,秒针半秒钟跳一下。
E问:“那我们掉头时呢?”
B展示了这段信号,由于掉头只有1秒钟时间,B将这段慢放了。
B解释说:“你看,这里这个不是普通的表,是专门为了这个实验放置的高精度计时器,1微秒跳一下,要不是我们慢放根本看不清。你看,开始也是,2微秒跳一下,可后来越走越快,一直到最后变成了半微秒跳一下。我们这一秒钟录像内,A的计时器一共经过了1.082秒,这是因为我们这1秒钟之内是匀加速过程,如果我们以另外一种过程加速,那么这个时间会略有不同。”
E似懂未懂。在之后的20年内,果如B所预料,每半年收到一封新年祝福。同时,他也知道B其实也每年给A发送新年祝福,也在给A发送视频信号。期间E学习了相对论,也在计算A会每年收到多少祝福,算A收到的视频信号应该是什么样的,好在回到地球后验证。
当火箭内的日历显示3040年时,火箭回到了地球,同时收到了A传来的3050年祝福。E迫不及待的找到A,看他那里收到的祝福和视频。
A拿出了收到祝福的记录,记录显示,从3000年火箭出发到3040年期间,B也是每两年传来一次新年祝福,3040年接到B传来的3020年祝福,之后到3050年,每半年接到一次祝福,B回来时恰好收到3040年的新年祝福。
为什么同样是先2年收一封,后半年收一封,A和B就产生了10年的差异呢?E发现,B在自己的时间过了一半时,就由于掉头改变了收信频率,所以平均下来0.8年一封新年祝福。A在时间过了4/5时,才感受到了这个掉头的作用(A系内,3025年B掉头,3040年收到B掉头时的新年祝福)所以平均下来1.25年收一封新年祝福。这样,A用了50年收到了40封新年祝福,B用了40年收到了50封新年祝福。A知道B40岁,B知道A50岁。
E又看A收到的视频,果不其然,3040年前,秒针2秒跳一下,之后秒针半秒跳一下。E又看了B掉头时的视频,这段视频长度为1.082秒,里面也有个高精度计时器,开始2微秒跳一下,最后半微秒跳一下,中间也是越跳越快,计时器总计时恰好1秒。
怎么会时间不一样?E拿出了B记录的那段1秒钟视频和这个比较,发现A记录的那段视频中,跳动变化要延迟一些,也就是说B收到的视频用了一段时间从2秒跳一下变到1.5秒跳一下,A收到的视频用了更长的时间实现了这个变化。也就是说,频率的变化是由于B的加速过程带来的,但B在加速同时就感受了这个变化,而A要在之后才能感受这个变化。所以,A的视频总时间要比B长。
所有的这些,和E学的相对论知识推导的结果完全吻合。
那么,各位读者,你现在是否对双生子问题有了更深的理解呢?

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想知道答案M我吧·我每天都上百度的。我就怕在这里写了很长然后你又没看懂浪费我打字

是这样的,双生子佯谬的内容你说对了。呵呵。但是提出这个佯谬的目的是说:相对论导出了双生子佯谬,说明,相对论是错误的。这是根本问题。
也就是说你不要在向下追究了。
那么是不是说明双生子佯谬真的说明相对论是错误的呢?不是这样的。因为双生子佯谬中说的飞船飞走了,再回来。这个过程一定不是匀速直线运动。但是“狭义相对论”(就是在大学本科物理教材中提到相对论)是针对惯性系而言的。就是说,飞船必...

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是这样的,双生子佯谬的内容你说对了。呵呵。但是提出这个佯谬的目的是说:相对论导出了双生子佯谬,说明,相对论是错误的。这是根本问题。
也就是说你不要在向下追究了。
那么是不是说明双生子佯谬真的说明相对论是错误的呢?不是这样的。因为双生子佯谬中说的飞船飞走了,再回来。这个过程一定不是匀速直线运动。但是“狭义相对论”(就是在大学本科物理教材中提到相对论)是针对惯性系而言的。就是说,飞船必须做匀速直线运动。
如果是非惯性系,就是说双生子佯谬中的飞船。这是广义相对论问题。那么在广义相对论中可以计算出来,双胞胎的年龄不会发生变化。
同时,也有一些学校的教材,在狭义相对论中证明了双胞胎的寿命不变。这个做法不可信。根本问题是,一定要在广义相对论中讨论双生子佯谬问题。希望我的回答你满意了。

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关于 时钟双生子佯谬百科中说“相对论”有这样一段:“·时钟双生子佯谬相对论诞生后,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, 关于相对论双生子佯谬相对论上的一个经典例子,说一对双生子,哥哥坐0.99倍光速的飞船去外太空,弟弟留在地球上,等到几十年后,哥哥回来了,却发现弟弟已经成了个老头而哥哥却一点没变!哥 双生子佯谬怎么解释?这是相对论的问题! 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我相信相对论 双生子佯谬如何理解 有何错误之处吗应该坐飞船的人年轻吧 请问哪里可以查看到《相对论》双生子佯谬的证明过程? 相对论双生子悖论如何解决的 相对论相关 圆周率问题和双生子佯谬第一个问题,在飞速旋转的圆盘上测试圆周率大于3.14,不明白.一般的解释为,在高速旋转的盘子上测周长时,尺子变短,所以测出的值大拉了,而直径不变.我的 问个关于相对论中双生子的问题!根据相对论高速运动的物体上时间走得比地球慢,假设有对双胞胎,如果其中一人A在一个相对于地球高速运动的星球上,那么根据相对论,A应该比在地球上的B老 洛伦兹和庞卡莱都曾经反对爱因斯坦的相对论,所以他们与相对论的建立没有关双生子佯谬的问题是谁提出来的对或错 第二个是谁 洛伦兹和庞卡莱都曾经反对爱因斯坦的相对论,所以他们与相对论的建立没有关双生子佯谬的问题是谁提出来的第一问题 对或错 第二个是谁 关于相对论的一些疑问在相对论的双生子佯谬中,解释哥哥在飞船中飞行了很长时间回来后,发现弟弟比自己老了许多,可是令我不能明白的是时间不会因为任何人而改变,他们的年龄是怎么出现 关于相对论中孪生子悖论的正确与否的问题爱因斯坦在相对论中提出了孪生子悖论,即假设地球上一对双生子刚一出生其中一个便坐上高速宇宙飞船飞走,8C(C代表光速),这样当做着飞船的孩子 关于钟慢效应——懂相对论的朋友帮帮小女吧狭义相对论的时空效应是尺缩和钟慢.钟慢效应表现为在与观测者做相对运动的坐标系中,时间要流逝的慢一些.著名的双生子佯谬是说明钟慢效应 哪位高手能用简单的语言解释相对论的双生子佯谬大多数都写的我都看不懂,可不可以用简单一点的语言说明啊(谁叫我比较笨呢T-T) 如何理解“双生子佯谬”?高中物理书上有一点点关于相对论的,我也不理解.有个例子就是,哥哥坐一艘接近光速的飞船逃离地球,几十年后回到地球他比弟弟年轻.问题是空间不是相对的吗,换句 双生子悖论如何用相对论解释? 关于相对论双生子谬论的难以理解如果在地球上有一个人,在宇宙飞船上有一个人,两个人各拿一个时钟,当飞船以0.8c的速度从地球旁边飞过时,两人将时钟校准。地球上过了10年后,那按 如题,这个佯谬是嘲笑相对论的吧?它是否已经得到了解决?to 2L:既然运动是相对的,为什么这个结果不是反过来呢?佯谬的答案就是地球上的那个总是老吗?