作者condensed (没有自己的时间)
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标题[近物] 观念探讨:狭义相对论中的双生子问题 四
时间Mon Dec 29 21:55:53 2008
如果你现在在准备转考,实在佩服你的勇气。
请在这留下你的名子,让他永远拥城为传奇。
(十)再续旅程
还记得龙卷风与厕所里的冲水马桶吗?越接近中心,强度反而越弱。
但电流的磁效应则不同,越接近中心,磁场越强。
如果你站在这种流体场的中央,会发生什麽结果??????????????
肯定是被冲得晕头转向!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
请秉持着毅力,吐完再继续!Enter>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
一个小插曲:
我们有没有可能设计某个有限体积的太空船的加速运动,
使得里面的哥哥,发现太空舱壁的各处都是相对静止的呢?
也就是说,他会看到一个静态的,非惯性系吗?
答案是可行的。我们的确可以设计的出来。
(我不打算在此推导,有兴趣请自行参考Morin的古典力学教科书)
值得注意的是,这样的静态加速系,内部各点的重力场强度不会相同。
(十一)摧毁魔戒
回到最初的问题,弟弟怎麽看?哥哥怎麽看?
弟弟处在一个惯性系,这是一开始被给定的。
(忽略地球的重力场,或假设地球没质量或地球根本不存在= =。)
也就是说,所有和弟弟相对静止的,整个构成一个庞大的全域惯性系。
在这全域的惯性系中,所有地点的时钟,都能被校正後,以相同的速度、流率,
行进着。在全域惯性系中,时间在每一个角落,都是同一个步调,
没有谁比较快或比较慢,就好比合声与心电感应,没有传讯,但彼此都有默契。
因此,哥哥在所经之处,所看到的在弟弟惯性系上的钟,
所流经的时间,都可以当作弟弟身上的中所留经的时间,
因此我们只要把各段流经的时间加起来就可以了。
这就是弟弟在哥哥往返的过程所历经的总时数。
因此,哥哥比弟弟年轻无疑。
那哥哥呢???这就要谈到最後的梗了!而这也正是全主题最漂亮之处,
也是狭义相对论在推广到加速系时的有趣结果!
哥哥因为处在加速系的关系,亦即,不断地变换到不同的惯性系。
因而哥哥所在的参考系,不是一个”全域”的惯性系,没有一刻是如此!
因而,对於哥哥来说,不同的地方的钟,不是同步的,流速也不同。
(会随重力势而有不同)
无论你如何去校正时钟,由於流速不同,他们又立刻不同步了。
因此,当哥哥要使用时间膨胀公式,并把各段加起来时,
由於计算的是靠近弟弟附近的时钟,却不能代表哥哥附近的时钟,
换言之,直接加了一堆离哥哥颇远的一堆钟流经的时间,
是一点意义都没有的,因为这些时锺和哥哥附近那里的,根本就不同步。
至此,矛盾已经冰消瓦解了。世界也终於恢复了光明与生气。
(十二)接触未来
(*****) 光速在任何参考系,皆保持恒定。
(*****) 狭义相对论可以得到,在重力场中的不同位置,时间流速不同。
(*****) 寻求广义相对论的一个策略是:满足狭义相对论、牛顿重力定律是近似。
(*****) 另一场广义相对论的探险之旅,即将展开。 <有兴趣者,欢迎报名>
感谢所有现实中、网路上,与我讨论过双生子问题的每个人。
以及优秀物理学家写出的优秀教科书,如:Morin , Rindler , Hobson 等。
当然,也感谢现在正观赏此系列文章到最後或者中途阵亡的所有板友们。
(全文结束)
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◆ From: 123.204.0.121
1F:推 baitlunas:我推 12/29 22:13
2F:推 fong1014:学长你这一系列太威了 = =XD 12/29 22:46
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4F:推 fong1014:.......学长你没睡啊XD 12/30 06:10
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6F:→ fong1014:我大概到第三篇的尾巴就阵亡了.......囧~(飘走) 12/30 06:12
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8F:→ condensed:P&Q超有趣的你都不知道><~~~~~~~~~~~~~~~~~(躲)>>>>>>>> 12/30 06:19
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10F:→ fong1014:然後还像小孩子一样..... 12/30 06:21
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