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  • 相對(duì)論

    相對(duì)論
    一臺(tái)高速繞地球飛行的火箭其上面有一個(gè)人,地面上也有一個(gè)人.
    按照相對(duì)論,火箭上看到地面上的時(shí)間變慢了,地球上看到火箭上的時(shí)間也變慢.但是實(shí)驗(yàn)證明火箭上的那個(gè)人在幾年后會(huì)比地球上的人年輕.為什么哪?不是都看到對(duì)方的時(shí)間變慢了嗎?
    物理人氣:177 ℃時(shí)間:2020-02-05 23:52:43
    優(yōu)質(zhì)解答
    從數(shù)學(xué)上說,他們倆人在時(shí)空坐標(biāo)中起始點(diǎn)和終點(diǎn)一樣,但是路徑不一樣,如果分按對(duì)他們走的路徑對(duì)原時(shí)(定義為sqrt(dt^2-(dx^2+dy^2+dz^2)/c^2),表示實(shí)際“感受”到的時(shí)間,不管從哪個(gè)慣性系看,這個(gè)量都是一定的)積分,在地球上的人原時(shí)更長.
    從物理上說,這兩個(gè)人所處的參考系并不等價(jià),在火箭上的人實(shí)際上處于非慣性系,但是地球上的人處于慣性系,雖然看對(duì)方都是加速運(yùn)動(dòng),但其實(shí)不對(duì)稱的.
    如果考慮到地球的引力,那么地球上的人也在非慣性系,只要火箭加速度也等于g,那么這兩個(gè)人相遇時(shí),年齡應(yīng)該還是一樣的.
    初次接觸狹義相對(duì)論的人往往會(huì)問諸如“不是都看到對(duì)方的時(shí)間變慢了嗎”“到底誰的時(shí)間更慢”“到底誰的長度更短”“到底誰質(zhì)量更大”之類的問題.其實(shí)這都不是問題,打個(gè)比方,你把兩把尺方那兒,不要平行得放,有個(gè)角度,這時(shí)候你把一把尺上的1cm投影到另一把尺上就不到1cm,反過來另一把尺上1cm投影到這把遲上也不到1cm,于是站在兩把尺(類比于兩個(gè)慣性系)的人都說對(duì)方的那把尺變短了.相對(duì)論的情形和這個(gè)很接近,只不過要把純粹空間的旋轉(zhuǎn)(就像這個(gè)例子中兩把尺原來平行轉(zhuǎn)開一個(gè)角度)換成空間和時(shí)間聯(lián)合的旋轉(zhuǎn)(Lorentz變換)而已.
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