弱弱问下相对论的孪生兄弟悖论

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/28 19:34:03
当年相对论提出后,有人提出了著名的孪生兄弟悖论,如下:
两个孪生兄弟a,b在地球上,在同一个位置,相对对方静止,此时两人年龄一样,然后A乘坐飞船高速离开地球,到一定距离后然后回来地球,然后和B进行对比,按照狭义相对论应该A的年龄更为年轻。但该悖论是这样解释的:
A相对于B有速度,B相对于A也有速度,这样就是对称的,根据这种对称性,所以两个人的年龄应该一样。

但很明显,两个人不是对称的,虽然,加速度和速度都是对称,但两个受到的力不一样。例如,A返回时会减速,因为惯性他会撞到飞船的墙上,而B则不会撞墙,这样悖论的对称性就不成立了。

但这种解释感觉不够根本。我这里有一个想法:
比较两个人的年龄,需要由一个起点,那就是当时两兄弟出发前的那一点。来比较。所以坐标系就得定为当时的地球上的那一点,这样悖论完全不成立,这就是说不能随意选取坐标系。是否是这个样子。当年相对论提出后,有人提出了著名的孪生兄弟悖论,如下:
两个孪生兄弟a,b在地球上,在同一个位置,相对对方静止,此时两人年龄一样,然后A乘坐飞船高速离开地球,到一定距离后然后回来地球,然后和B进行对比,按照狭义相对论应该A的年龄更为年轻。但该悖论是这样解释的:
A相对于B有速度,B相对于A也有速度,这样就是对称的,根据这种对称性,所以两个人的年龄应该一样。

但很明显,两个人不是对称的,虽然,加速度和速度都是对称,但两个受到的力不一样。例如,A返回时会减速,因为惯性他会撞到飞船的墙上,而B则不会撞墙,这样悖论的对称性就不成立了。

但这种解释感觉不够根本。我这里有一个想法:
比较两个人的年龄,需要由一个起点,那就是当时两兄弟出发前的那一点。来比较。所以坐标系就得定为当时的地球上的那一点,这样悖论完全不成立,这就是说不能随意选取坐标系。是否是这个样子。
首先,如果是惯性运动系,惯性系中的时钟变缓是相对的,但如果不是惯性系,比如孪生子问题,火箭上的时钟就比地球上的时钟绝对变慢,与参考点无关,只与参考系的性质有关。
楼上的对广义相对论有研究啊
我乱说一下啊
如果说光速是世界上最快的速度,那么任何速度都不能超过光速,就算是分子的运动速度也不能超过光速.
当一个物体的运动速度等于光速,那么在这个基础上如果它的分子还要运动,那分子的速度就可能超过光速了,所以这时候分子等于是不能运动了(因为已经在光速运动了).分子不能运动那就没有各种老化现象发生,等于时间禁止.
就算物体的运动速度没有达到光速,只要速度确实很快,那他的分子活动就应该减弱:D ;P
我胡编乱造的,表骂我啊.你们就当我是说相声好了:D
就算本MM以前素文科生,这个问题偶也知道.
当飞船高速离开地球时,A看见B(实际上是B的影象),会觉得B比自己年轻.同时B看见A,也会觉得A比自己年轻.这是因为运动的相对性.假如飞船一直远离地球,那么两人都会看见对方比自己年轻.
但是如果A乘坐的飞船在一定时间后返回地球,那么A就会比B年轻.
那么为什么A和B本来是相对的年轻,最后却会变成B比A绝对的老了呢?
原来,就在A飞船改变方向的一瞬间,地球上的B就瞬间老了2倍与此前年轻的数量.这看上去难以想象的现实,实际上就是相对论里重要的基础,就是所谓的"同时性",也就是所谓的同时,究竟是同哪个时?
同样的例子还有,高速行驶的列车会变短,那么假如原来比隧道长的列车进隧道,隧道口同时放下闸门,列车会被闸门切到么?
如果你了解了同时性原理,就可以回答:同时放下闸门,究竟是和哪个时间系做参考.同哪个时?要知道,所谓列车变短,是处于衡量长度时间不同步的原因.也就是说,实际上所谓的同时下闸门,对于另一个参考系来说,是后面的闸门在列车尾部进去以后下的,而前面的闸门是列车头还没出来隧道时下的,所以看上去列车缩短了.:P
教主你难得正经一会,雷到俺了。
大家知道教主的功力了吧?;funk ;funk
教主受我一拜。
从今以后我就算是入教了。
捏教主~~:D
原帖由 aspman 于 2008-8-17 23:23 发表
就算本MM以前素文科生,这个问题偶也知道.
当飞船高速离开地球时,A看见B(实际上是B的影象),会觉得B比自己年轻.同时B看见A,也会觉得A比自己年轻.这是因为运动的相对性.假如飞船一直远离地球,那么两人都会看见对方比自 ...

教主大能,由教主的发言引申的~:L

老狼 11:00:57
兔子.
浊清 11:01:03

老狼 11:01:05
解释下这个.
老狼 11:01:07
当飞船高速离开地球时,A看见B(实际上是B的影象),会觉得B比自己年轻.同时B看见A,也会觉得A比自己年轻.这是因为运动的相对性.假如飞船一直远离地球,那么两人都会看见对方比自己年轻.
但是如果A乘坐的飞船在一定时间后返回地球,那么A就会比B年轻.
那么为什么A和B本来是相对的年轻,最后却会变成B比A绝对的老了呢?
原来,就在A飞船改变方向的一瞬间,地球上的B就瞬间老了2倍与此前年轻的数量.这看上去难以想象的现实,实际上就是相对论里重要的基础,就是所谓的"同时性",也就是所谓的同时,究竟是同哪个时?
同样的例子还有,高速行驶的列车会变短,那么假如原来比隧道长的列车进隧道,隧道口同时放下闸门,列车会被闸门切到么?
如果你了解了同时性原理,就可以回答:同时放下闸门,究竟是和哪个时间系做参考.同哪个时?要知道,所谓列车变短,是处于衡量长度时间不同步的原因.也就是说,实际上所谓的同时下闸门,对于另一个参考系来说,是后面的闸门在列车尾部进去以后下的,而前面的闸门是列车头还没出来隧道时下的,所以看上去列车缩短了.
老狼 11:01:09
偶看不懂.
老狼 11:01:13
特别是火车这人.
老狼 11:01:16
个.
浊清 11:01:32
狭义相对论嘛
老狼 11:01:48
很难理解.
老狼 11:01:52
冏~~
浊清 11:02:11
其实不难理解的
老狼 11:02:25
智商有限.
一梦(Wow G) 11:02:28
可就是无法发现时光机啊
一梦(Wow G) 11:02:33
发明
浊清 11:02:45
是啊
老狼 11:02:55
觉得这玩意儿比时间锥还难理解.
老狼 11:02:57
解释下.
一梦(Wow G) 11:03:22
相对
一梦(Wow G) 11:03:28
你理解了相对就行

浊清 11:03:49
核心是同时性的相对性
一梦(Wow G) 11:04:03
理解 到时是我说了算 还是你说了算
老狼 11:04:15
哦,拿火车那个来说.
老狼 11:04:33
就是说按火车的时间算还是按闸门的时间算?
一梦(Wow G) 11:04:53
你先定好参照系
一梦(Wow G) 11:05:03
然后再来思考
老狼 11:05:18
....
一梦(Wow G) 11:05:40
不同的参照系下 结论是不同的
老狼 11:07:17
那你就说,闸门会闸到火车不?
一梦(Wow G) 11:07:33
看是在哪个参照系下了
老狼 11:07:40
..............
一梦(Wow G) 11:07:41
我举一个参照系
浊清 11:07:45
在狭义相对论中讨论运动学问题的思路如下:
1、确定两个作相对运动的惯性参照系;
2、确定所讨论的两个事件;
3、表示两个事件分别在两个参照系中的时空坐标或其时空间隔;
4、用洛仑兹变换讨论。
一梦(Wow G) 11:08:13

老狼 11:08:49
在狭义相对论中讨论运动学问题的思路如下:
1、确定两个作相对运动的惯性参照系;
2、确定所讨论的两个事件;
3、表示两个事件分别在两个参照系中的时空坐标或其时空间隔;
4、用洛仑兹变换讨论。

兔子,有没好理解一点的用词???
浊清 11:09:11
最基本的科学术语还是要懂的
老狼 11:09:30
算了,我还是先去看点基础的好了.
浊清 11:10:00
因为相对论当时出来的时候就是与日常生活经验有很大矛盾,所以用通俗的比方很难有类比
老狼 11:10:16
看了那个"时间简史",理解了不到40%
老狼 11:10:41
突然发现自己有如弱智.

老狼 11:11:02
?
老狼 11:11:07
怎么讲?
浊清 11:11:10
因为那只是一本科普读物,很多理论没提及
浊清 11:11:28
你看了以后,发现里面出现了几个数学公式?
老狼 11:11:47
只有一个.
老狼 11:11:53
E=MC2
浊清 11:11:56
是的
浊清 11:12:15
因为这一个公式,是不得不提的
浊清 11:12:33
而这个公式是怎么推出来的,有几个人懂?
老狼 11:12:47
E=MC2我倒是知道怎么回事.
浊清 11:12:58
好,你来推导一下
一梦(Wow G) 11:13:22
老狼 刚才的问题 我想到一个通俗的解释 不知道对不对
在我的参照系中 我认为 列车前对还没出 和 后面已经进 是同一个时刻 所以 变短了
Kandy 11:13:23
期待推导过程,我是完全不懂
老狼 11:13:35
E是这个物体的总能量
可以理解为质能
既如果它消失能释放多少能量
浊清 11:14:00
为什么是c平方,不是别的数的平方,不是c立方?
老狼 11:15:12
不知道.
浊清 11:15:26
那你还说知道怎么回事了
老狼 11:15:34
说说?
浊清 11:15:58
这个公式的推导我也不会
Kandy 11:16:13
大师们 我还等答案了
老狼 11:16:25
当外力作用在静止质量为m0的自由质点上时,质点每经历位移ds,其动能的增量是
dEk=F·ds
如果外力与位移同方向,则上式成为
dEk=Fds
设外力作用于质点的时间为dt,则质点在外力冲量Fdt作用下,其动量增量是
dp=Fdt
考虑到v=ds/dt,有上两式相除,即得质点的速度表达式为
v=dEk/dp
亦即   dEk=vd(mv)=V2dm+mvdv
把爱因斯坦的质量随物体速度改变的那个公式平方,得m2(c2-v2)=m02c2,对它微分求出
mvdv=(c2-v2)dm,代入上式得
dEk=c2dm
上式说明,当质点的速度v增大时,其质量m和动能Ek都在增加,质量的增量dm和动能的增量dEk之间始终保持dEk=c2dm所示的量值上的正比关系。当v=0时,质量m=m0,动能Ek=0,据此,将上式积分,即得
∫Ek0dEk=∫mm0c2dm
Ek=mc2-m0c2
上式是相对论中的动能表达式。爱因斯坦在这里引入了经典力学中从未有过的独特见解,他把m0c2叫做物体的静止能量,把mc2叫做运动时的能量,我们分别用E0和E表示:
E=mc2 ,  E0=m0c2
一梦(Wow G) 11:17:02
继续补充 光是有限速度的 离参照系远近不同的 物体 比如车头和车尾对应的时刻存在差别
老狼 11:17:40
多普勒效应?
一梦(Wow G) 11:17:57
比如我们看到的恒星 有的已经灭亡了 但是我们看到的是很久前的样子
老狼 11:18:07
这个知道.
一梦(Wow G) 11:18:14
和火车是一个产量
一梦(Wow G) 11:18:19
一个道理
一梦(Wow G) 11:18:23
车头和车尾
老狼 11:18:27
比如一千万光年外的星星,我们看到的是它一千万年前发出的光?
一梦(Wow G) 11:18:33
车头就是恒星 车尾就是地球
一梦(Wow G) 11:18:36

浊清 11:18:42
我先吃饭,等会来看大家的讨论
Kandy 11:18:49
才几点
老狼 11:18:57
不好意思啊,麻烦各位....
一梦(Wow G) 11:19:02
理解了吧?
老狼 11:19:06
嗯.
Kandy 11:19:09
不理解
一梦(Wow G) 11:19:12

Kandy 11:19:23
我还不理解
一梦(Wow G) 11:19:24
我是高中时看的...
Kandy 11:19:50

一梦(Wow G) 11:19:53
人家送的书 无聊就看看..
Kandy 11:19:57
我还是不懂 求达人
老狼 11:20:09
不懂的去看太阳.
老狼 11:20:18
你看到的不是现在的太阳,是八分钟以前的.
Kandy 11:20:20
会看坏眼睛的
Kandy 11:20:26
再说今天是阴天
老狼 11:20:31
...........
Kandy 11:20:48
达人们 不能抛下我哦
老狼 11:20:53
因为你现在在地球,也就是车尾.
一梦(Wow G) 11:20:53
偶在
Kandy 11:20:54
不抛弃 不放弃
一梦(Wow G) 11:22:26
总结一点 光速有限 而我们以光速无限 来理解时间 所以就出现问题了
老狼 11:22:41
这个结论经典.
一梦(Wow G) 11:22:49

老狼 11:23:02
唯一无限速度的力是磁力,我是这么认为的.
一梦(Wow G) 11:23:34
好像不存在无限速度的吧
Kandy 11:23:55
唯一无限的是男足的丑
天使爱美丽 11:24:00
这个群讨论的问题,太那个了
老狼 11:25:29
那磁场的速度呢?

一梦(Wow G) 11:25:57
相对论的一个前提
老狼 11:26:00
理论上讲磁场都是随时存在的哇.
一梦(Wow G) 11:26:03
任何速度不超过光速
一梦(Wow G) 11:26:22
当然 如果你能推翻 也行
一梦(Wow G) 11:26:31
至少目前没人推翻
老狼 11:26:48
比如我运动一个一光秒以外的物体,那么相对它一光秒以外的物体对它的磁场是立即改变的.
老狼 11:26:55
这个怎么解释?
一梦(Wow G) 11:27:20
一光秒?
一梦(Wow G) 11:27:32
你说是这个立即吧
一梦(Wow G) 11:27:40
相对于这个物体来说
一梦(Wow G) 11:27:42
是立即的
老狼 11:27:50
就是说30万公里
一梦(Wow G) 11:27:54
相对于观察者来说
Kandy 11:27:56
老高
一梦(Wow G) 11:28:05
有延时的
Kandy 11:28:15
从物体来说,一光秒已经是很远的局里
Kandy 11:28:20
距离
一梦(Wow G) 11:28:23

老狼 11:28:24
怎么证明是有延时呢?
一梦(Wow G) 11:28:49
你如果得知运动了?

老狼 11:26:55
这个怎么解释?
一梦(Wow G) 11:27:20
一光秒?
一梦(Wow G) 11:27:32
你说是这个立即吧
一梦(Wow G) 11:27:40
相对于这个物体来说
一梦(Wow G) 11:27:42
是立即的
老狼 11:27:50
就是说30万公里
一梦(Wow G) 11:27:54
相对于观察者来说
Kandy 11:27:56
老高
一梦(Wow G) 11:28:05
有延时的
Kandy 11:28:15
从物体来说,一光秒已经是很远的局里
Kandy 11:28:20
距离
一梦(Wow G) 11:28:23

老狼 11:28:24
怎么证明是有延时呢?
一梦(Wow G) 11:28:49
你如果得知运动了?
一梦(Wow G) 11:28:50
如何
Kandy 11:28:53
从时间的角度考虑是很短
老狼 11:29:04
.....
老狼 11:29:11
这个问题比较麻烦....
一梦(Wow G) 11:29:14
从运动 到你得知
老狼 11:29:15
确实无法得知.

浊清 11:29:26
吃完吃完
老狼 11:29:38
昏了昏了...
老狼 11:29:56
万能的兔子来解释.
浊清 11:30:02
现在的问题是哪个?
一梦(Wow G) 11:30:04
你得知时 磁场已经变动了
Kandy 11:30:05
只能说感知的精度太低,如果足够高,应该会有变化
一梦(Wow G) 11:30:09
所以说 是立即
浊清 11:30:10
当前议题
Kandy 11:30:17
不该是立即
老狼 11:30:22
我们在讨论是否磁力是无限速度.
浊清 11:30:27
不是
Kandy 11:30:31
毛 你怎么这么早吃饭?
老狼 11:30:33
理由?
浊清 11:30:52
我们饭很残酷的,来得早必须吃,晚了就没有了
一梦(Wow G) 11:30:57
老狼
老狼 11:31:00

一梦(Wow G) 11:31:18
在观察者这个参照系
一梦(Wow G) 11:31:20
确实是立即
老狼 11:31:21
妈的,你吃的饭是偶交的税....
老狼 11:31:34
不把问题解释清楚就给偶吐出来.

一梦(Wow G) 11:31:35
如果说 是无限速度 就会出现 提前变化磁场
浊清 11:31:48
这是假设,但是只要能解释客观世界且没有矛盾就是可用的
老狼 11:32:07
提前变化磁场?
一梦(Wow G) 11:32:13
无限速度会出现一个矛盾
Kandy 11:32:15
11点就吃饭还残酷
Kandy 11:32:23
公务员真腐败
一梦(Wow G) 11:32:24
磁场变化了 物体还没动
浊清 11:32:27
老徐你吃饭是报销的吧!
浊清 11:32:49
北方这恶心的菜
Kandy 11:32:49
不报销
老狼 11:32:52
我是说的磁场变化,不不是要物体动.
Kandy 11:32:54
自己花钱买的
浊清 11:32:57
我也是啊
Kandy 11:33:02
你吃饭是报销的,是偶的钱啊
老狼 11:33:05
比如运动一个物体,就得改变磁场....
浊清 11:33:09
我不报销啊
一梦(Wow G) 11:33:10
是物体运动产量磁场变化
一梦(Wow G) 11:33:15
是物体运动产生磁场变化
Kandy 11:33:15
你拿的是纳税人的钱
老狼 11:33:17
啊,然后呢?

Kandy 11:33:20
偶们是纳税人哦
浊清 11:33:21
但是我也纳税啊
一梦(Wow G) 11:33:28
我举个例子
Kandy 11:33:58
那是应该的
Kandy 11:34:08
说明养的够肥
Kandy 11:34:26
超过了普通百姓的标准
Kandy 11:34:32
老毛
一梦(Wow G) 11:34:33
1光年前的物体 运动 磁场变化...
Kandy 11:34:39
黄山活动的公告 先不要写我
浊清 11:34:46

一梦(Wow G) 11:34:46
如果是无限速度 你一年前就知道了磁场变化
Kandy 11:34:49
我现在不能百分百确定去
一梦(Wow G) 11:34:53
而物体你看的动都没动
一梦(Wow G) 11:34:56
一年后才知道
Kandy 11:35:29
容易搞成既成事实
浊清 11:35:36
晕,呵呵
Kandy 11:35:40
万一不去就变爽约了
老狼 11:35:42
.....................
Kandy 11:35:47
性质不一样
浊清 11:35:58
我们还双线程讨论,呵呵

浊清 11:36:05
嗯嗯
老狼 11:36:20
先关掉一个线程.
一梦(Wow G) 11:36:21
老狼还不理解的话...我去签文件了
Kandy 11:36:23
到时候被偷换概念可不好
老狼 11:36:31
在看.
Kandy 11:36:33
老高你在威胁老狼
浊清 11:36:34
我和老徐的线程可以结束了
Kandy 11:36:53
嗯 我发断开连接的报文
一梦(Wow G) 11:37:08
所以说 相对论的前提是 没有速度超过光速 不然 又有无法解释的东西了
浊清 11:37:09
我不响应
浊清 11:37:13
超时结束
Kandy 11:37:19

Kandy 11:37:23
浪费资源啊
老狼 11:37:39
对啊,比如一秒钟以前,我看到钱溏江大潮,但一秒后我才看到月亮动....
老狼 11:37:44
这个可以理解啊.
Kandy 11:37:48
万一有BUG,超时等待次数过多,浪费系统资源
老狼 11:37:52
但说明不了问题.
一梦(Wow G) 11:37:55
不是
一梦(Wow G) 11:38:00
你那个命题是立即
Kandy 11:38:01
两个是同步的
一梦(Wow G) 11:38:06
提前是不对的
一梦(Wow G) 11:38:32
你再看一下你的命题
Kandy 11:38:35
潮水和月动是同步的
Kandy 11:38:49
只是你的没能同时观察而已
老狼 11:38:54
比如说,地球因为磁力变化引起某个事件,但是在一年以后才得知是离地球一光年的星球运动变化的磁场所致.
一梦(Wow G) 11:38:55
是同时
Kandy 11:38:56
已你自己为参照物
一梦(Wow G) 11:39:08
以我为参数系
一梦(Wow G) 11:39:17
也是同时的
Kandy 11:39:30
二位继续,保存了慢慢看
Kandy 11:39:35
偶去找资料
老狼 11:39:45
以你为参数系怎么了?
一梦(Wow G) 11:39:45
5亿年前产生的宇宙磁场正在以惊人的速度扩张
一梦(Wow G) 11:39:49
给个资料你看看
一梦(Wow G) 11:39:52
http://tech.enorth.com.cn/system/2008/07/18/003562070.shtml
老狼 11:40:06
先去看资料,一会再讨论.
一梦(Wow G) 11:41:03
磁场有速度吗?它的速度是多少呢?
悬赏分:0 - 解决时间:2006-11-29 10:44
已知磁场在不同介质里的阻力不同,请问它有速度吗?它在不同介质里的速度都一直吗?
老狼 11:41:42
.................
Kandy 11:42:04

Kandy 11:42:06
老毛
Kandy 11:42:19
我是让你把我的名字去掉不是把整个公告去掉
Kandy 11:42:30
你怎么这么极端呢
浊清 11:42:41
反正大家都知道了啊
一梦(Wow G) 11:43:03
电磁场和引力场都属于纯能量场,而非物质的能量场传播速度都为光速。
一梦(Wow G) 11:43:20
找到答案了
浊清 11:43:40
这个结论好
Kandy 11:43:44
Kandy 11:44:36
会不会过于主观
一梦(Wow G) 11:44:41
应该不是
Kandy 11:44:44
和命令一样
一梦(Wow G) 11:44:44
主观答案
一梦(Wow G) 11:44:51
定义
一梦(Wow G) 11:44:54
都和命令一样
浊清 11:45:12
只要暂时推翻不了就采用
一梦(Wow G) 11:45:16
是啊
一梦(Wow G) 11:45:21
能解释问题就好
浊清 11:45:23
是啊
一梦(Wow G) 11:45:27
有矛盾时 再推翻重来
浊清 11:45:31

浊清 11:45:47
有矛盾时,往往发现,现在的理论原来只是新理论的一个特例
一梦(Wow G) 11:45:54
是地
一梦(Wow G) 11:46:05
到最后
一梦(Wow G) 11:46:29
规律会越来越精练
老狼 11:46:29
强.
浊清 11:47:17
今天股市怎么又暴跌了?出什么事了?
一梦(Wow G) 11:47:38
没事 暴跌就对了
老狼 11:48:15
三月底的时候就叫你们出来,就不听,活TM该~
偶晕了~~~~~~~~~
时间简史太浅太科普了,我小时看的一本量子物理科普书要写得好一些,那时史蒂芬·霍金还没拿诺贝尔奖,不过我觉得写得比时间简史深,霍金只推崇他自己的观点,那本书写了当时很多人的观点,都分析的不错
时间真的是可观测的物理量吗?我们所谓的时间测量到底是在测什么呢?用运动定义的时间反过来定义运动,不是有些奇怪吗?偶肤浅的认为,不存在所谓“时间”的物理量,时间好像只是在宇宙从离散的一个态“跳跃”到下一个态,为描述不同的态在某些方面的投影之间的关系建立起来的一个量。时间也不应该有“箭头”,某些东西一定有“箭头”,但不是时间。时间不像是物理量,倒像是标签。
时间是指任何事物的发展过程,观察事物的发展过程就是在测量时间,时间和空间的度量过程没有本质上的差异,但时间是单向的,这样物理世界才是合理(存在逻辑关系)的,所以,不管是否能超光速,时间轴都不可能掉转过来,而对于超光速(如果的确可以),我认为相对论的理论是不适用的,这时的时空概念是什么,现在无从得知。