作者Frobenius (▽.(▽×▽φ)=0)
看板Physics
标题Re: [问题] 时间膨胀-相对论
时间Sun Dec 23 01:15:08 2012
※ 引述《chronodl (世界就在我眼前)》之铭言:
: 当我们以接近光速的太空船离开地球时
: 根据相对论
: 地球的观察者会发现太空船上的一切接近静止
: 那太空船上面的人会感受到时间变慢吗
: 还是一切生活行动都正常呢
一切生活行动都正常呢
: 这边我有点不太懂
: 所谓长度收缩
: 是指惯性坐标系的观察者感觉高速移动物体的长度收缩
: 还是高速移动观察者觉得惯性坐标系物体长度收缩?
不管是低速还是高速,只要性质都是等速,都是惯性座标系
你的意思是否就是:
相对低速的观察者感觉相对高速移动的物体长度收缩
还是相对高速的观察者觉得相对低速移动的物体长度收缩?
在两个不同的惯性座标系中,不管是谁看谁,
观测者的测量会发现被观测的物体长度缩短
: 我想说的是 这不是伽利略变换与劳仑兹变换的不同吗
: 在高速之下 不满足伽利略变换吧?!
在高速下是不满足伽利略变换没错,劳仑兹变换在在惯性座标系之下均满足
: 也就是一个观察到对方时间变慢 一个观察到对方时间变快 不是这样吗?
不是这样,同时都感觉到对方的时间变慢(延迟),也就是对方的时间膨胀
: 同样 一个观察到对方长度收缩 一个观察到对方长度增加
并非这样,同时都感觉到对方的长度变短
: 而不是像传统物理的相对 是这样吗?
请问传统物理的相对对你而言是什麽?请定义一下。
我在想说是否可以用:只因为了满足光速在真空中的速度是绝对的,
其他在惯性座标系下的所有物理量均要配合祂
※ 引述《chronodl (世界就在我眼前)》之铭言:
: 因为我还是不懂 所以我再提出一些问题
: 当地球可视为静止不动时 地球位於原点 我乘太空船以光速远离地球 方向正X轴
在此我分两种情形讨论,甲:太空船以光速远离地球,乙:太空船以接近光速远离地球
: 1. 我若是看得到地球影像 地球是静止的吗?
甲:换句话说,你的意思是把太空船想像成从地球射出的光束,
上面其中一颗光子看地球到底会是什麽情形这样吗?
以我粗浅的想法,也许地球在此光子自身为原点的座标系中是以光速向负X轴移动
乙:以接近c的速度向负X轴
: 2. 太空船正前方的星光是向太空船正前方集中成为一点吗
这题不太懂题目的意思
: 3. 我以+C飞行 看地球是以-C飞行吗
同1
: 4. 太空船上时间正常再走 而地球是以高速自转(非常快 例如一分钟转一圈)吗
甲:双方只要各自不折返,都各自过自己的时间,看对方的时间都觉得对方的时间暂停
,怎会高速自转呢?
乙:双方只要各自不折返,都各自过自己的时间,看对方的时间都觉得对方的时间变慢
,怎会高速自转呢?
: 5. 若是X轴长度收缩 地球会整个出现在眼前吗(近在咫尺)
甲:如果太空船以c远离地球到达以地球上的观测者而言距地球1光年的位置,
实际上太空船飞了1光年的距离,但是对太空船上的人而言,
虽然所消耗的燃料是跑一光年的量,但是他所量到的地球与该地的距离只有0光年
(实际上太空船有质量所以不可能到达光速,
另外如果能像光子一样光速前进还需要燃料吗)
乙:如果太空船以0.8c远离地球到达以地球上的观测者而言距地球1光年的位置,
实际上太空船飞了1光年的距离,但是对太空船上的人而言,
虽然所消耗的燃料是跑一光年的量,但是他所量到的地球与该地的距离只有0.6光年
: 6. 若是地球看我变慢 我看地球也变慢 那麽不就不符合时间膨胀?
先想想看时间膨胀到底是什麽意义再说
时间膨胀可以想像成自己为原点的惯性座标系下做某件事情要30秒,
但是从你的角度看另一惯性座标系,
他得要花50秒才能完成相同的动作,反之他看你也是如此,并不互相矛盾
: 以上 我先想到这些 有的我再补上
: 谢谢
: 可是以双胞胎悖论 乘太空船的回到地球後 比地球上人年轻
: 由此推论 只有地球的时空以高速前进(太空船上的观察者觉得)
: 才有可能造成两者的时间差 不是吗?
#191AjCzi (Physics) [ptt.cc] Re: [请问] 双生子谬论
: 所谓长度收缩 是静止观察者觉得高速移动的物体其长度变短
: 但是相对论不是不符合伽利略转换(高速时时空不同与静止时时空)
: 所以太空船上观察外界 外界不是反而是延长吗?
我知道你的意思,你的意思是说A看B是短的,所以B看A是延长的
并非这样的意思,如同刚刚所讲的,双方互看都觉得对方是长度缩短的
1F:推 ipporock:如果你用劳伦资转换下的相对速度关系式来看,一个座标看 12/19 23:56
2F:→ ipporock:见一道光以光速移动,则相对此座标的任何座标(即使相对速12/19 23:57
3F:→ ipporock:度几乎为光速)仍旧看到那道光以光速前进12/19 23:57
4F:→ ipporock:还有双生子的问题关键在於太空船有"返航",所以两者地位12/19 23:59
5F:→ ipporock:不对等,如果换做是两艘太空船反向而行,而且永不"返航"12/20 00:00
6F:→ ipporock:的话,双方就真的都觉得对方时间较慢12/20 00:02
7F:→ chronodl:"返航"也不是问题 我大致想过12/20 00:03
8F:→ chronodl:而且为甚麽要用到转换? 根据定义:12/20 00:05
9F:→ chronodl:狭义相对论中 任何座标观察到的光速都是C 没用到转换啊12/20 00:06
吴大猷理论物理学第4册:
相对论 乙部 广义相对论 第五章 Einstein 引力理论 第三节 时钟(或双生子)问题
http://enjoy.phy.ntnu.edu.tw/file.php?file=/userdir/5443/相对论之双生子问题.pdf
从出发时刻就得分两种情形讨论:第一种情形就是太空船原本就在航行,
只是刚好从地球擦身而过;
(A~B) 第二种情形就是太空船从静止加速到等速
(B~C)
到抵达时刻也得分两种情形讨论:第一种情形就是太空船穿越任意门,
直接帮太空船转了180度大转弯;
(C~D) 第二种情形就是太空船从等速减速到静止
遇折返时刻也得分两种情形讨论:第一种情形就是穿越任意门後继续等速前进;
(D~E) 第二种情形就是太空船从静止加速到等速
(E~F)
而返乡时刻也得分两种情形讨论:第一种情形就是太空船原本就在航行,
只是刚好从地球擦身而过;
(F~A) 第二种情形就是太空船从等速减速到静止
若在每个阶段都是第一种情形,此双胞胎兄弟的年龄一样
若在每个阶段都是第二种情形,则情况比较麻烦,
由於哥哥的惯性座标系被破坏,所以我们采取弟弟的观点来看
P.S.之所以为何要采惯性座标而非惯性座标不采用,因为在加减速的过程中,
惯性座标系被破坏,也就是板上所谓的对称性被破坏
此段过程是加速座标系(传统来讲是以假想力来处理),
如果是以加速座标系的的哥哥当原点来计算就会复杂许多
甚至在复杂的情形下,A~B、C~D、D~E、F~A,得搬出广义相对论来计算
因为弟弟一直待在地球,惯性座标系没有被破坏,
我们可以利用惯性座标系下去计算在做等加速度运动物体的计算(这仍然是狭相的范畴)
http://zh.wikipedia.org/wiki/双生子佯谬
节录此段
「有些人在解决这吊诡时会认为狭义相对论并不能够用於加速中的物体,
而只可使用广义相对论,这是不正确的」
请注意这个「只」字,并非用广相处理双生子问题是错误的,是广相一定可以用的,
尤其是讨论更复杂的情况,在一些简化的情形,狭义相对论是可以用於加速中的物体的,
前提是用其中一个等速(即惯性座标系)的观测者去计算另一个带有等加速度运动的物体
这就是为什麽可以用地球上弟弟的观点去计算哥哥的时间
另外这里有国外对於双生子问题在时空图上沿着不同路径的计算结果可以参考看看
http://en.wikipedia.org/wiki/Twin_paradox
--
Maxwell's Electromagnetic Equations
▽‧D=ρ ∮D‧ds=Q
▽╳E=-dB/dt ∮E‧dl=-d(∫B‧ds)/dt
▽‧B=0 ∮B‧ds=0
▽╳H=J+dD/dt ∮H‧dl=I+d(∫D‧ds)/dt
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※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc)
◆ From: 1.160.56.32
10F:推 xgcj: 12/23 01:20
11F:推 ren1072:你好有耐性 12/23 01:23
12F:推 Lindeman5566:推 12/23 01:34
13F:推 ic6413:....为什麽算个原时算那麽多篇 12/23 02:10
14F:推 Chatterly:超推这篇,这系列就你最专业最棒,condensed他根本不会算 12/23 13:13
15F:推 j0958322080:推吴大猷 12/23 15:00
16F:推 louis925:这篇算详解了 12/25 14:15
17F:推 Miggy:推 简单清晰~ 12/25 20:59
18F:推 filla: 12/27 00:53