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主题:民科关于相对论和时钟佯谬的问题 -- dadapaipai

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家园 翻了下罗杰·彭罗斯所作的宇宙的几何学

有,例如恒星被黑洞吞食

http://jandan.net/2011/04/07/star_eaten_by_blackhole.html

家园 继续翻书,你不断促进我学习啊

因此对双生子详谬的解释要用广义相对论,不能用狭义相对论的运动导致时钟变慢解释
原话是在爱因斯坦本人所作的科普性书籍《相对论》上,他原意是指最初的没有使用闵可夫斯基时空的用欧式空间的惯性系的狭义相对论,所以没法解释加速系的情况,这才引来闵可夫斯基作时空变换,最后形成广义相对论思想。可能爱因斯坦本人认为,有了闵可夫斯基时空及引入度规张量广义相对论顺理成章了,所以有了他上面那句话。

仔细想想,两种相对论对时间快慢的解释实际是不相同的。
我的理解是实际是相同的。一个是因,一个是果。光在弯曲的时空中走的是“直线”,时间最短。速度越快越接近光速,则越接近“直线”,时间也就越短。为什么时空是弯曲的,则是广义相对论的范围。

家园 【原创】

也看过类似的书,是说在狭义相对论中不能解释这个佯谬(如果能解释,我想也就不成为佯谬了),必须要用到广义相对论!

其实,就是说狭义相对论相对广义相对论来说,适用范围小一些,而这个问题已经超出了狭义相对论所描述的范围了!

我是这样理解的,在广义相对论下,这个问题就根本不是佯谬了,因为两个人从相对静止到分离,至少其中一个要经历一个加速/减速的过程,这就可以把这两个人做出分别了!

家园 【原创】很不幸,你所述之卫星时钟其实是变快的。

逐条解释一下。

在惯性参照系中有两个彼此校准了的时钟,一个保持静止,另一个沿闭合路线运动后回到原地,问两个时钟重新相遇时哪个时钟慢了?

楼下掷骰子已经一针见血地指出来很久了,“沿闭合路线运动”就不是惯性系,谈不上佯谬。比较好一点的例子是两个反向惯性运动时钟,各自认为对方变慢了。

而反相对论的说法则认为,两个时钟均认为自己静止,对方运动,

“沿闭合路线运动” 是要受力改变速度(速度是矢量)得,不能再以为自己静止。

事实证明了相对论的正确。这个所谓的时间膨胀会让以每秒大约4公里的速度围绕地球飞速旋转的卫星上的时钟走得慢一些。具体来说,这些时钟会变慢大约一千亿分之八,也就是每年大约变慢千分之三秒。

众所周知,第一宇宙速度可不是4公里每秒。近地轨道卫星需要7公里每秒以上才不会掉下来。而且卫星都是椭圆轨道,轨道速度不是常数。

那是不是没有轨道速度4公里每秒的卫星呢?

事实是有这样的卫星,那就是 出处轨道半径26,580公里的GPS卫星。GPS卫星任务要求精确的时钟和简单的近圆轨道,所以相对论效应对时钟的影响必须考虑。相关介绍文字互联网上非常多。比如 出处 出处

简要说来就是:

1 狭义相对论指出:运动时钟变慢,变慢大约7微秒每天。

2 广义相对论指出:GPS卫星离地球很远,其轨道所处空间由于地球物质/引力带来的时空扭曲小,GPS卫星时钟变快,变快大约45微秒每天。

综合考虑,星钟将会变快38微秒每天。 GPS卫星发射前人为把钟调慢了。

1中所述时钟变慢7微秒每天合2.555毫秒每年,与楼主文中“每年大约变慢千分之三秒”差不太多。

关键词(Tags): #相对论 GPS
家园 我的疑惑——奇怪的闵科夫斯基距离公式

为什么卫星会多走出一段距离呢?地球在绕太阳运动,卫星随着地球围绕太阳运动,而整个太阳系也在不知道怎么反正就是在运动啦,于是卫星在空间内的运动还要扣除这部分,但是我们看到的只是圆周运动,按照一个圆周长度来除以线速度当然角速度就不对了,于是经过闵科夫斯基的卓越贡献就有了闵科夫斯基距离公式。

但是,我认真一想就疑惑了这个公式太奇特了,一是因为它只有空间三维+时间一维以及常数c,也就是意味着,我们所谓的时间就是表明我们如何在宇宙时空中如何运动的,假定半人马阿尔法星有颗行星那么他们的时空与我们完全不同,因为他们的不光是速度还有运动方式都与我们完全不同,甚至太阳也与我们完全不同,因为太阳不绕自己公转。

二是那么我们把原来的长宽高都除以光速又意味着什么呢?

为什么。。。。。

家园 继续我的疑问

1 狭义相对论指出:运动时钟变慢,变慢大约7微秒每天。

2 广义相对论指出:GPS卫星离地球很远,其轨道所处空间由于地球物质/引力带来的时空扭曲小,GPS卫星时钟变快,变快大约45微秒每天。

是否可以认为,引力对时间的影响和速度对时间的影响是不同的物理效应?

比较好一点的例子是两个反向惯性运动时钟,各自认为对方变慢了。

速度的时间效应是相对的,那引力的时间效应是绝对的吗?

家园 看这里

链接出处

看这里,引力对时间的效应和速度对时间的效应并不相同,应该是两种物理现象。

家园 我设计了这么一个理想实验,你看看结果如何

在宇宙深处(可以忽略引力),星星都看不见的地方(找不到别的参照系),一个打酱油的太空人看到两艏飞船各以0.5倍光速相向而行(以酱油人为参照系),一艏装满了μ子,另一艏装满了等质量的反μ子。试问两艏飞船相撞后结果如何?

在酱油人看来,由于两艏飞船质量相同,但却互为反物质,因此相撞后应该完全湮灭。

在μ子飞船看来,反μ子飞船以光速飞向自己,时间膨胀效应将延缓反μ子的衰变速度,使其慢于自己船上的μ子衰变速度,所以相撞的时候,反μ子将多于μ子,相撞之后剩下的是反μ子。

在反μ子飞船看来,一切与μ子飞船相反,但道理相同,相撞之后剩下的将是μ子。

当然,碰撞结果只有一个,那么应该是哪一个呢?直觉告诉我们,酱油人看到的才是真相,而两艏飞船上的判断都不对,为什么呢?

我不懂粒子物理,也许μ子和反μ子不是合适的演员,其实任何具有半衰期,衰变之后会释放能量、减少质量的粒子和反粒子对都可以。另外,这个实验简化一下也许更好理解:在大型对撞机里,等量的具有半衰期的粒子与其反粒子高速相撞后结果如何?在实验人员看来,应该完全堙灭。在粒子看来,碰撞后应该剩余反粒子。

酱油人、μ子飞船和反μ子飞船代表了三个惯性系,按照相对性原理,这三个惯性系中并不存在一个绝对正确的惯性系,因此那么无论从酱油人,还是从μ子飞船或者反μ子飞船上预测的结果都应该相同,否则就会破坏相对性原理。反过来讲,如果只有打酱油的实验人员才能看到真相,那是否提示绝对正确参照系的存在?

注释:关于时间膨胀对μ子半衰期的影响:

由于产生的μ子接近光速,因此在狭义相对论中的时间膨胀效应之下,μ子衰变时间延长,使μ子有机会到达地球表面。这一实验也被认为是证明相对论效应存在的经典证据。


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家园 我设计了一个理想实验,你看看

点这里链接出处

家园 我设计了一个理想实验,你看看

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家园 有点问题

1、

在μ子飞船看来,反μ子飞船以光速飞向自己,
高速状态下,速度不是简单叠加,要用洛伦兹变换,两者相对速度小于光速,只要有静质量,就不会等于光速

2、时间按洛伦兹变换变化了,但是质量也随洛伦兹变化了

家园 回复

高速状态下,速度不是简单叠加,要用洛伦兹变换,两者相对速度小于光速,只要有静质量,就不会等于光速

1.这个假象实验中速度是多少其实并不重要。

时间按洛伦兹变换变化了,但是质量也随洛伦兹变化了

2.这个可以具体计算。

3.质量会随速度变化,但粒子数并不会随时间变化。

回复
家园 上班时回复的, 被你绕晕了

一个打酱油的太空人看到两艏飞船各以0.5倍光速相向而行(以酱油人为参照系)
问题是两相对的互相看对方则不是0.5光速啊,假设其中一个静止,另外一个飞来,从某一时刻互相发无线电告诉对方自己的速度及位置,在光传播的过程中,飞船前进了一段距离,因此相互认为的其位置还在原点,实际上飞船已经离原点有点距离了,把这个距离和速度作方程得到的时间实际上把计算的飞船上的粒子变慢的时间抵消了

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