相對論的經典問題, 一個相對論的經典問題

2021-05-14 20:27:15 字數 3763 閱讀 8129

1樓:艾薩克·牛頓

答案:廣義相對論

在狹義相對論中雙生字佯繆是沒辦法得到圓滿解決的,在廣義相對論中,被忽視的飛船改變速度和方向的效應變得不可忽視,也就是說飛船的加速和減速對系統產生的效應被狹義相對論忽略了。廣義相對論認為,引力場會引起廣義相對論的鐘慢效應,而變速運動等效於引力場。如果b一直以勻速直線運動駛離a,確實是a,b都觀測到對方更年輕,但這樣的話,a和b也永遠不會再見面,來確認到底誰年輕

b要回來,必須經過一個變速階段,減速到0再加速返回,所以飛船b的整個旅程就不是一個慣性系,就是在掉頭前後,b對a的描述從一個慣性系急劇的變化到另一個慣性系

用公式計算可知,掉頭後由於速度變為負的,所以時間差也變為原來的負值!假設b掉頭的地方距地球8光年,b的速度為0.8c=0.

8光年/年,掉頭前b觀測到a的鐘落後了6.4年,掉頭後b會發現a的鐘變為超前自己6.4年,所以b發現掉頭的瞬間地球上過去了6.

4+6.4=12.8年

a的結論:8光年以0.8c的速度要飛10年,所以20年後b會回來,但b的鐘變慢,地球上20年後b應該只過了12年

b的結論:因為動尺縮短,8光年的距離在b看來只有4.8光年,所以b在飛船上只需飛6輳?

2年即可回到地球;而在b看來地球上a的鐘變慢,b過了6年時a的鐘只走了3.6年,來回7.2年,再加上掉頭時突變的12.

8年,在b看來地球上a應該過了7.2+12.8=20年

可見並無矛盾

為什麼掉頭時時間會突變?首先要確認掉頭前後b所處的是兩個不同的參考系。由洛侖茲變換中t的公式可推得,掉頭前:

ta-tb=(u/c^2)*(xa-xb)=0.8*(-8)= - 6.4年,即地球上a的鐘落後了6.4年

掉頭後只需把u換成(-u):

ta2-tb2=-0.8*(-8)=6.4年,變成了超前6.4年

-------------

其中ta,tb是掉頭前b觀測到的a的鐘及b自己的鐘的時間

ta2和tb2是掉頭後的

xa和xb是a與b的座標位置

2樓:w王蕭

時間是相對的。

在任何參考系

中,光速不變————1

物體運動的方向不影響時間的相對性————2物體的變向運動過程中一定存在加速度————3可知b所在參考系時間一直都是a所在參考系的1/3.2,而且當b一直相對於a以0.95倍的光速運動,a、b永遠按照1/3.

2的時間進度。

但是當b反向是其速度相對於a已經不再是光速的0.95倍了。(天文學上的藍移和紅移的反向可以證明這一點)

後一個問題可以直接在高中物理課本中找到。

3樓:匿名使用者

2023年用μ子作了一個實驗,讓μ子沿一直徑為14米的圓環運動再回到出發點,實驗結果表明運動的μ子的確比靜止的μ子壽命更長。

4樓:落晨夜靈

當物體不是做勻速直線運動時,是不能用狹義相對論來處理的.在飛船飛了一半回頭的時候,就不再是做勻速直線運動了,所以此時是不能用狹義相對論來解釋的.事實上,由廣義相對論知,在飛船回頭時它的時間流逝是很快的,這時的時間流逝加上它勻速運動時的流逝,正好與b的一樣.

這時候並不違背因果律.

μ子沿一直徑為14米的圓環運動再回到出發點,這時μ子是有向心加速度的,廣義相對論的廣義等效原理說加速度場與重力場等價,而時空在重力場裡彎曲,時間流逝變慢,故μ子沿一直徑為14米的圓環運動再回到出發點μ子壽命更長.

5樓:

當a返回時,速度方向有重大調整,必須經過加速階段才能完成這一"調頭",就不能用狹義相對論解釋了,廣義相對論處理加速過程。

6樓:匿名使用者

你已經比較厲害了,不要謙虛。我懂的還沒有你多呢。不敢亂回答。

7樓:匿名使用者

這個涉及著名的"雙子佯繆",即有對雙胞胎,哥哥要去做星際旅行,回來後,到底兩個誰更年輕?從表面上看,兩個人在做相對的高速運動:在弟弟看來,哥哥在高速離開,宇宙飛船上的時間一定比地球上過的慢;但在哥哥看來,弟弟同時也在做高速運動,地球上的時間應該比飛船上過的快!

為了驗證到底哪個更年輕,科學家做了一個模擬試驗,即在2023年,用一對同時生成的μ子作了一個實驗,讓一個μ子沿一直徑為14米的圓環運動再回到出發點,實驗結果表明運動的μ子的確比靜止的μ子壽命更長,即哥哥會更年輕.

如何解釋呢?

我們可以看到兄弟二人雖然在各自看來都在做高速運動,但哥哥的參照物是飛船,而弟弟的參照物是整個宇宙,即兩者的參照物是不對稱的.而實驗證明誰相對於宇宙做高速運動,時間就過的越慢.

簡單來說就是這樣了.

8樓:匿名使用者

對啊 這個不是光用狹義相對論就能解決的問題 這個問題涉及廣義相對論 兩者的不同關鍵在於加速過程 加速度越大越靠近線邊 時間就愈趨近於無窮了

9樓:匿名使用者

真得學了好多東西……好深奧阿!

10樓:郊區的⊙耶蘇

沒聽明白!

哈哈不過感覺很深奧

11樓:不困不渴不餓

當年相對論我可是得了滿分的,4維空間運用的極其熟練,現在不行了,都忘了

12樓:註冊使用者有使用

6 8 說得都正確

但希望看到對這道題的計算

相對論。舉個例子就行了。

13樓:匿名使用者

一個著名大學的教授想要難為一下自己的學生,就問「上帝是不是創造了存在的一切?」學生都勇敢地回答說「是的,他創造了一切。」教授又重複了一遍「上帝創造了一切?

」「是的,先生,他肯定創造了一切。」學生們回答。教授說「如果上帝創造了一切,那麼因為罪惡存在,這就是說上帝也創造了罪惡。

又因為我們可以根據一個人所作的事定義一個人,那麼我們可以推匯出上帝是**的。」學生們都安靜了,沒有人迴應教授的假設推論。那個教授也很得意,對學生們吹噓他又一次證明了宗教信仰是個謎。

這時,有一個學生舉起手來說「教授,我可不可以問你一個問題?」「當然啦。」教授說。

學生站起來問「教授,冷存不存在?」"這是什麼問題?冷當然存在啦,難道你從來沒有感覺到過冷嗎?

"其他的學生都在恥笑這個學生的問題。但是這年輕人回答道「先生,實際上冷並不存在。根據物理原理,我們所說的冷只是一種沒有熱量的狀態。

每一個我們研究的人體或者物體都是可以儲存和傳遞能量的,而正是熱量導致人體或物體有並且能傳遞能量。絕對零度(-460f)描述的正式完全沒有熱量的狀態,在絕對零度所有的東西都會完全停止運動。冷並不存在。

我們創造了這個詞來形容我們在沒有熱量時的感覺。」這個學生又繼續問道:「教授,黑暗存不存在?

」教授說「當然存在啦。」學生回答:「您又錯了,黑暗也不存在。

黑暗實際上是沒有光的狀態。我們可以研究光,但是我們卻不能研究黑暗。其實,我們用牛頓的定理把光分成不同顏色來研究不同光波的波長。

但是你卻不能衡量黑暗。一束光可以打破黑暗照亮世界。你怎麼研究一個地方有多黑呢?

是通過研究有多少光存在。不是嗎?所以黑暗是人類用來描述沒有光存在的一種狀態。

」最後,這個年輕學生問教授「先生,罪惡存在嗎?」現在那位教授已經不敢確定自己的答案了,強作鎮靜地說「當然,我不是說過了嘛。我們到處都可見罪惡,就像每天都有人在虐待別人,滿世界的暴力和犯罪。

這些都是罪惡。」學生回答道:「罪惡並不存在,或者至少它並不是自己單獨存在的。

罪惡只是因為缺乏上帝的存在,就像冷和黑暗,它是一個詞,用來形容沒有上帝的那種狀態。上帝並沒有創造罪惡,就像冷來自於沒有熱量,黑暗來自於沒有光一樣,罪惡是人們不認識上帝,缺乏上帝的愛在他們心裡所造成的結果。」教授坐下了。

這個學生的名字叫**因斯坦。這是個真實的故事。

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