為什麼相對論中,關於光速航行會導致時間變慢?

時間 2021-06-02 19:38:18

1樓:李德甲

這個語文上換一種說法就容易理解了。

首先不說時間變慢還是變快,而是說時空中發生的2個物理事件之間的時間間隔是變長還是變短。

那物理上,如何來測量這2個物理事件之間的時間間隔呢?譬如事件A和事件B。

牛頓時代,時間是絕對的,跟時鐘的具體運動無關,全宇宙所有的時鐘實時同步。就像海拔測量儀,不管你怎麼運動,海拔測量儀的讀數變化只跟你的起點和終點有關係。

這時候,隨便乙個時鐘從A運動到B,或者在A、B兩處放2個時鐘,看下讀數差就可以了。

相對論時代,時間取決於時鐘的具體運動,你有你的時間,我有我的時間,互相之間不再有關係。類似汽車的里程表,各走各的。

這時候,不同的時鐘沿著不同時空路徑從A運動到B,測量得到的AB時間差是不一樣的。在所有的路徑中,有乙個最大的時間差,那就是沿著直線從A運動到B的那個時鐘。

相對論裡的時間已經不能用快慢來描述了。因為時間取決於時鐘具體的運動,不再有乙個外部的絕對時間存在。

這就間接帶來乙個問題,物理上研究物質的運動,需要把物理的運動點對應到數學上的座標點,這樣才能用數學的方式來研究物理。

由於時間不再絕對,A取做座標原點,B點的時間座標如何來定義呢?

我不認為只有唯一的方法,但愛因斯坦的方式目前是主流。

前邊說過,A、B之間的時間差是有乙個最大值的,任何時鐘不管如何運動,讀數變化都不會超過這個數值,那把這個數值作為B點的時間座標可以嗎?

不求大而全的話,很多時候是可以這麼做的,這樣一來,對任何參照系而言,AB的時間間隔都是乙個固定值,時間是絕對的,而不是相對的。(因為這個數值是實際的物理測量而來,肯定跟參照系沒有關係)。

愛因斯坦沒這麼做,他用另外一種方法來定位B點的時間座標。(方法無所謂對錯,都是把物理過程對應到數學上,然後用數學來研究物理而已)

愛因斯坦用光提前校準好了A、B兩個時空點所在空間點的時鐘,然後當AB發生時,讀取下時鐘讀數差值,作為B點的時間座標。

A、B所在空間點的時鐘如何校對呢?假設2個空間點分別是a、b,愛因斯坦在a、b的中點放了乙個光源,當光源發出的光到達時鐘,時鐘開始計時。

但這裡明顯出了問題,如何a、b的時鐘是靜止的,那沒事,光因為是中點發出的,時鐘可以認為是同時開始計時的。但如何a、b的時鐘在運動怎麼辦?譬如a朝向光源運動,b遠離光源運動?

這時候的對準不就錯了嗎?

最後的答案有些怪異:錯就錯了了吧,只要最後計算出來的物理結果是對的就行了。

這背後的物理原理是:運動是相對的,物理上無法測量乙個物體是運動的還是靜止的,所以上述對鍾的結果是對還是錯物理上也無法判斷。不同的參照系,其實就是對a、b時鐘運動速度的一種數學假設,有的參照系假設運動速度是0,有的參照系假設運動速度是1,得到的B點的時間座標自然也不一樣,但只要物理結果,跟參照系無關,那不管你怎麼假設,都不影響最終的物理測量。

這裡就需要區分2個概念了:乙個是物理上用時鐘實際測量而來的時間,這個時間是絕對的,跟參照系無關,乙個是愛因斯坦對鍾假設下的時間座標,這個時間數值取決於你對a、b時鐘運動速度的假設(也就是參照系選取),這個時間是相對的,跟參照系有關的。

絕對的那個時間物理上叫固有時,相對的那個時間物理上叫座標時。座標時本來只是數學假設,用於數學座標系的選取的,可愛因斯坦做了一件糊塗的事情:

他把固有時跟座標時進行對比了。

數學上,你的固有時總會比我的座標時小,我的固有時總比你的座標時小,這本來沒什麼問題,可當把時間的修飾定語去掉,就變成了,你的時間比我的時間慢,我的時間比你的時間慢。

所以,相對論折磨人類上百年,根子上是語文的鍋,不該去掉的定語給去掉了。

(牛頓時代,固有時跟座標時是乙個,不需要區分,所以根源還是歷史思維的遺毒)

2樓:劉雙林

可以的,可以是地球上的相比時間變慢,如果你我在飛船上,那麼你我就會感光為地球的時鐘慢了,地球的時間變慢了。

雙生子佯謬,我不贊同相對論的解釋。我的觀點是,相對性原理,地球參照系和飛船參照系是應該是平權的。

3樓:長尾科技

你分析的沒毛病,就是這樣的。

如果只考慮狹義相對論(廣義相對論還有引力時間膨脹),那麼確實是從地球上看,高速飛行器上的時間更慢;從飛行器上看,地球上的時間更慢

相互看對方的時間更慢,沒毛病。如果你們想確認一下到底誰的時間更慢,那就得有人掉頭回來,這是關鍵,掉頭返回的過程有加速減速

其實你的問題就是雙生子佯謬,想徹底搞懂這個問題,做好心理準備,看這個(有點燒腦,但是解釋得非常清楚):

長尾科技:雙生子佯謬的分析全過程

相對論中關於光速的研究是什麼?

郭德強 狹義相對論認為,互作相對運動的兩個座標系是彼此平權對等的,一切物理學定律的數學形式在這兩個座標系中是完全相同的,服從相對性原理。對於波動方程而言,必須認為波速在這兩個座標系是相同值 因為這兩個座標系平權對等 即 不僅光速在這兩個座標系中不變,而且聲速在這兩個座標系中也不變。否則平面波從K系傳...

如何理解相對論中的光速旅行?

丁一 時間是相對的,你相對地球光速運動,地球的時間和你就會不同。而實際上種慢是發生在加速過程中的。因為從相對靜止到相對亞光,然後再回到地球和上面的人做時間校驗。這個過程經歷了很多加速過程 所有速度的改變都是哦 白全興 這就是所謂的 時間膨脹 也就是說時間不是絕對的,而是相對的。運動速度越快,時間流逝...

關於相對論和光速不變的乙個疑問?

我就支援你的。因為我也認為相對論所言光速不變有點表述不清。在連光是什麼都還沒有定論的時侯,即光的基本定義還沒有確定下來的時侯,光速這個詞的定義也是如此的飄忽不定。如果光是物質粒子,則我認為物質粒子 的速度是相對的,不是絕對的,但發果光是波,則光波與聲波應相類似。 問這問題說明你根本就沒想清楚光速不變...