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根据狭义相对论的一个问题?

这个是著名的双子详谬。 LZ没能抓住这个问题的本质,在于LZ是在用狭义相对论讨论这个问题,事实上这个问题是不能依据狭义相对论的模型来解释的,应该用到的是广义相对论(简称GR)的一些结论。首先,狭义相对论(简称SR)的模型是建立在时空平坦的框架下,简单的说就是在SR的体系下,时空是没有引力或者加速度效应的,而“双子详谬”的这个问题中,“A,B两个孪生兄弟,若A乘坐飞船以接近光速的速度在宇宙中遨游一圈后回到地球,则当A返回地球的时候发现自己比B年轻了许多。”这个过程如果按SR来分析,那么匀速运动的过程中B发现A的时间相对自己变慢了;同样的B也发现A的时间相对自己变慢了,这是由于A,B之间存在相对速度,导致它们之间没有一个共同的时间观念;但SR到此就不能继续分析下去了,实际上返回地球后A比B变的年轻是因为SR中忽略了A乘坐飞船时候的加速,减速,掉头,再加速,减速,和B相对静止的这些短暂的过程。正如前面所说的,SR中仅能讨论匀速过程中A,B的时间相对对方的变化,对于加速,减速的过程,(由于最后A是从与B有相对速度的状态变成了与B静止的状态,这个状态的转变是很重要的,不可忽略),需要依据GR中提到的等效原理以及引力红移的结论,得到的结论就是:当A返回地球之后,A比B年轻了许多。 小结一下:对于双子详谬“A,B两个孪生兄弟,若A乘坐飞船以接近光速的速度在宇宙中遨游一圈后回到地球。”这个题设中, 对于A而言,起初发现B相对自己而言时间流逝变慢了,但当A返回地球减速的时候,发现B的时间流逝速率相对自己迅速变快;减速过程中,B从比自己年轻变成与自己同岁然后又迅速衰老。 对B而言,起初发现A相对自己的时间流逝变慢了,但当A返回地球减速的时候,发现A相对自己的时间流逝速率变的更慢了。即A生长的速度更加缓慢。 这样,当A,B重新达到相对静止的时候,就发现A要比B年轻的多。(注:只有当A,B相对静止的时候,它们才有一个共同的时间概念,否则它们的年龄无法比较。) 双子详谬体现了一个结论,即:凡是处于强引力场下或强加速度下的观测者,其时间流逝都要比处于弱引力(或无引力场)场或弱加速度(或无加速度)下的观测者要慢。这个现象对于观测者而言不是互逆的。 另外,解释双子详谬是运用到了等效原理和引力红移的一些结论。 等效原理是爱因斯坦依据伽利略等效原理做出的拓展,即加速度和引力产生的效应是一样的;而引力红移是GR之中的一个重要结论。静止坐标系下: (注:“^”表示上标,“_”表示下标) △s^2=g_00*(△x^0)^2;(△s是光的波长,△x^0是光波的周期) 而在强引力场下,光波的周期就依赖于其位置的引力势 △x^0::(g_00)^(-1/2) 也就是说,引力会造成光的红移,使两个波峰(波谷)之间的距离变大,这就导致强引力场下,时间流逝的更慢。再依据等效原理(加速度和引力产生的效应是一样的),那么加速度和引力会产生一样的效果,即使时间变慢。 更多关于GR的文献,LZ可以参看这本书www.aiyanqing.com防采集请勿采集本网。

速度越快,质量越大,以及长度越短;那么可以设想,在一个接近光速的惯性系上看地球以及一个受到地球吸引的物体,根据万有引力公式,岂不是两个地球与物体之间的引力随着惯性系速度的变化而变化?这个感觉很奇怪

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