作者mgtsai ()
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标题Re: [问题] 相对论的诡辩
时间Sun Feb 22 03:45:29 2009
※ 引述《lano1111 (许!)》之铭言:
: 我现在在整理相对论的观念
: 请帮我看看我说的对不对
: 以前老师有说过车库诡辩
: 车子以高速塞进车库
: 在车子里的人跟外面的人看到的结果不一样(有人觉得挤的进车库有人觉得挤不进去)
: 但是老师说这不代表相对论是错的,因为在不同的座标系下看到的结果会不同(这是平行\
: 世界的意思嘛?)
不会
因为长度缩短效应,只发生在平行於运动方向
而垂直於运动方向的长度不会改变
换句话说,宽度挤不挤得进车库,则不会因惯性座标系不同而有所改变
而长度挤不挤得进车库,则要考虑相对论同时性被破坏的效应
比如,在车库座标系中,在某个时刻,车库的前後门同时放下
而在轿车座标系中,车库的前後门不会同时放下(前门先後门後)
车库门放下时,会不会卡到轿车,也不会因惯性座标系不同而有所改变
: 另外
: 第二个问题
: 相同的,双胞胎一个坐太空船一个在地球,从地球的人看到太空船远离他,
: 如果太空船上的人时钟过了T,那地球人感觉过了时间是rT
: ->结论是,等两个人在地球重聚後,地球上的人会比较老
: 但是这个事件也可以看成相反的假设,太空船的人看到地球在远离他,
: 如果地球上的人时钟过了T,那太空人感觉过了时间是rT
: ->结论是,等两个人在地球重聚後,太空船上的人会比较老
很多人在初读相对论时,会忽略一个很重要的观念:同时性被破坏
尤其在讨论双生子誖论时,不能只看时间延长效应
一定要处理同时性被破坏效应,这样双生子就不是誖论
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在甲惯性座标系中,A地於12时0分0秒发生一件事
B地於12时0分0秒发生一件事
在甲惯性座标系中,观察AB两地所发生的事,是刚好在同一时间发生
但,在乙惯性座标系统,AB两地所发生的事,就不在同一时点发生
(若要精算其时间差,可由劳伦兹时空变换公式求得)
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当某甲坐火箭离开地球,留在地球的某乙看某甲的时间变慢
在火箭上的某甲看某乙的时间虽然也是变慢
但因为,某甲已经离开了地球,所以在遥远处所量得的时间值
不代表在地球上的时间值就相同
(比如,地球座标系的13:00:00,在遥远的火箭上,可能对应到火箭座标系的12:30:00,
但在地球上,可能对应到火箭座标系的13:30:00
也就是说,在地球上与在火箭上,若以地球座标系观之虽同为13:00:00,
但在火箭座标系中,地球上的时间可能为13:30:00,但在火箭上可能为12:30:00,
也就是说,地球座标系的同一时间13:00:00,会对应到火箭座标系的不同时间)
因为在不同的惯性座标系中,同时性被破坏
所以,要比较甲和乙这一对双胞胎谁年轻谁老
甲已经坐火箭离开地球,这时的比较已经没有意义了 (因同时性已被破坏)
要比较,甲要再飞回地球,与乙聚在同一处,这时比较甲乙两者的年龄才有意义
原本,甲坐火箭飞离地球
若甲要返回地球,这时,必定会经过火箭减速再折返加速的过程
虽然,甲在飞离地球时,甲观察乙的时间也是变慢
但当火箭减速再折返加速的的这段时间中,甲会发现
乙的时间会以极快的速度快动作放映
直到折返加速结束,再以等速朝地球返回时,乙的时间变慢
当甲回到地球,历经乙的时间慢慢走,飞快流逝,慢慢走,这三个阶段
总体效应,则是,乙过的时间比甲还长
亦即,当甲再度回到地球时,甲会比乙年轻
(倒底甲比乙年轻多少,亦可精算出来)
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大家在相对论上做过多的哲学性思辩时
先记得,不要只讨论半套相对论,要先把同时性效应纳入考虑後再处理问题
长久以来,每次看到大家在讨论相对论都只讨论半套
都很有默契自动忽略掉同时性效应,有时真的觉得满无言的
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