关于真正的双生子悖论

发布时间: 2023-04-20 15:01:39 来源: 励志妙语 栏目: 经典文章 点击: 87

双生子佯谬是怎么回事?双生子佯谬是一群人为了反对相对论而提出来的一个问题。内容是这样的:根据相对论的原理,假如双胞胎兄弟中的一个...

关于真正的双生子悖论

双生子佯谬是怎么回事?

双生子佯谬是一群人为了反对相对论而提出来的一个问题。内容是这样的:根据相对论的原理,假如双胞胎兄弟中的一个人驾着飞船远离地球而去,那么飞船以超高速运动,飞船中的时间将比地球上过的慢。于是若干年后,飞船回到地球,地球上的那个兄弟已经老得不行了,而飞船上的那个还像当年一样年轻。但是问题就来了,由于运动是相对的,假如以飞船为参考系的话,则是地球以超高速运动,所以应该是地球上时间过的慢。于是若干年后,飞船回到地球,飞船上的那个兄弟已经老得不行了,而地球上的那个还像当年一样年轻。这显然自相矛盾,于是这群人得出一个结论:相对论是错的。
不过既然叫佯谬,就说明这个理论是错的,里面一定存在逻辑错误。这个问题在上世纪五十年代就已经解决,最后的答案是飞船上时间慢,并且也有实验证明这个结论(记得是超高速μ子寿命延长的什么实验)……从理论上解决这个问题的话必须用到广义相对论的知识,如果进行一些近似的话狭义也可以解决。我自己也用狭义计算过,结论确实是卫星上比较慢……用狭义解的关键就在于飞船掉头时参考系不能变,也就是说飞船掉头了,但是参考系没掉头。这样经过一系列速度和时间变换可以算得就算以飞船为参考系也仍然是飞船上时间慢。

双生子佯谬:一个有关狭义相对论的思想实验

双生子佯谬是一个有关狭义相对论的思想实验。内容是这样的: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。
但其实这个假说是不可能实现的。
一楼说得对,不过,由于加速度是绝对的即太空船会加速和减速,就涉及广义相对论。我们知道,速度越快时间越慢,所以,太空船时间变慢是绝对的。

什么是双生子佯谬?

双生子佯谬是一个有关狭义相对论的思想实验。

内容是这样的:有一对双生兄弟,其中一个跨上一宇宙飞船作接近光速的长程太空旅行,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轻。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子(渺子,曾被称为μ介子)。如果没有时间膨胀,那些μ子在到达地面之前就已经衰变了。

扩展资料:

双生子佯谬由来:

1905年10月,德国《物理年鉴》杂志刊登了一篇《关于运动物体的电动力学》的论文,它宣告了狭义相对论假说的问世。正是这篇看似很普通的论文,建立了全新的时空观念,并向明显简单的同时性观念提出了挑战。我们知道由爱因斯坦狭义相对论可以得出运动的物体存在时间膨胀效应。

在1911年4月波隆哲学大会上,法国物理学家P.朗之万用双生子实验来质疑狭义相对论的时间膨胀效应,设想的实验是这样的:一对双胞胎,一个留在地球上,另一个乘坐火箭到太空旅行。飞行速度接近光速,在太空旅行的双胞胎中的一人回到地球时只不过两岁,而他的兄弟早已死去了,因为地球上已经过了200年了。

这就是著名的双生子佯谬。

参考资料:百度百科-双生子佯谬

关于爱因斯坦双生子的悖论

相对论中有这样一个例子:假设一对双胞胎,弟弟生活在地球上,哥哥一出生就坐上了高速运动的飞船在宇宙中运动.因为速度可以造成时间膨胀,所以几十年以后,当兄弟俩再次见面,可能弟弟已经老的将死,而哥哥可能还十分年轻.rn问题是:在这里面,我们把地球看成了参考系,认为飞船在运动.那反过来想,我们也可以把飞船看成静止的,地球在相对于飞船做高速运动.如果这样的话,弟弟不是就应该比飞船上的哥哥年轻了吗?
双生子详谬长期以来困扰着科学家,这一悖论出现在某人以接近光速运动的情况下。

爱因斯坦最初用两个钟来描述这个悖论:一个钟静止,另一个钟在运动。根据相对论,接近光速运动的钟会走得很慢,而静止的钟则正常。

将这一情形应用到一对双生子身上,便出现了所谓的“双生子详谬”:如果双生子之一乘宇宙飞船以接近光速运动,而另一人留在地球上,那么留在地球上的这人将会比他的兄弟老得快很多。

科学家已通过实验证明运动物体上的时间会变慢。但是,在双生子详谬中必须看作两名双生子在作相对运动,即对于飞船上的人来说,地球上的人也同样是以接近光速在运动。爱因斯坦等科学家此前已考虑到这一点,不过未能给出完美的数学解释
你忽略了一个问题,你选择了的是惯性参考系但是没有做洛仑兹变换!
这个运动不能用相对运动来解释
主要是两者的参考系不对称,哥哥要返回就要经历加速过程,依据等效原理相当于经历了一段引力场作用过程(比地球的引力效应大),而在引力场中时间是会变慢的。所以哥哥的时间比弟弟慢。
不是这样的。事实上狭义相对论只能处理惯性系。而哥哥要回来与弟弟相比较的话就必须要有一个减速和反向加速的过程。就在这个过程中,哥哥由于加速度的影响变得年轻了。
你的问题是在惯性参考系下思考的,而惯性参考系只适用于宏观低速的物体,对于,接近光速的物体,在考虑相对运动时要借助于相对论,即惯性条件下速度的矢量运算在你所提问题的条件下是错误的。
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