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有一个问题

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之前听老师讲过相对论,其中一条内容是越接近光速时间会变慢,老师说的一个经常被列举的例子,弟弟在地球上,哥哥在接近光速的飞船上,几年后哥哥回来发现弟弟比自己更老。
在相对运动中,地球上的弟弟看哥哥会变慢,老师又说哥哥看到的地球也是接近光速的,所以哥哥看弟弟感觉也是变慢。
但为什么不是几年后弟弟还是比哥哥年轻。
自己又菜又爱学,这个挺困扰我的,求大哥们回答


IP属地:四川来自Android客户端1楼2025-03-26 11:57回复
    因为两个弟弟是惯性系,你可以理解为两边时间流速不一样,看时间经历的长短要算固有时,在时空图上画出两人的世界线,可以知道弟弟经历的时间更长,不懂的话可以b站搜双生子佯谬,固有时


    IP属地:广东来自Android客户端2楼2025-03-26 12:43
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      双生子悖论其实就是用惯性参考系的概念,去考虑非惯性的情况。
      B加速离开,之后还要折返,然后再减速回到A身边。
      B经历了至少2次参考系的变化(加速和减速过程)
      但A的参考系始终是没变的
      所以以A为参考计算的时间是连续的,B经历了几次变换,会有一些“断档”


      IP属地:韩国3楼2025-03-27 08:31
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        把数值极限化往往更容易得出一个更容易理解的答案,假设哥哥光速出行飞出一光年外再飞回来,在弟弟看来,哥哥这趟旅行花了两年,在哥哥看来,没花时间,因为光速运动的物质没有时间流动,所以弟弟就老了两岁,哥哥年龄不变,这样是不是容易理解很多了?


        IP属地:广东来自iPhone客户端4楼2025-03-27 09:05
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          加速度大的地方时间变慢,谁加速,谁年轻。


          IP属地:河北来自Android客户端5楼2025-03-27 10:47
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            哥哥经历了加速减速才能返回地球跟弟弟比较


            IP属地:江西来自Android客户端6楼2025-03-27 10:54
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              我这个帖子应该可以解释清楚双子各自“看到了”什么,以及两个人观察视角的本质区别在哪里
              [lbk]私货科普[rbk]关于双生子佯谬“正确...


              IP属地:北京来自Android客户端7楼2025-03-27 21:57
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                你的问题是:相对论是相对的,原则上既然哥哥在相对弟弟运动,根据“动钟变慢”,哥哥经历的时间会更短,也就是说回来后弟弟更老,但是站在哥哥的角度来看不就是弟弟在运动,弟弟经历时间更短,弟弟更年轻吗?
                回答:有人已经说过了,根本原因是因为狭义相对论和广义相对论是不一样的。相对论虽然说时空都是相对的,但那只是说惯性系,事实上非惯性系不能完全认为是物理上“自然的”,也就是说完全意义上的等效原理只在惯性系中成立,这个问题中你必须发现,要想要使哥哥回来,飞船必须调转方向,这会导致飞船系事实上是非惯性系的,因此不能简单套用已有结论。


                IP属地:安徽来自Android客户端8楼2025-03-27 22:46
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                  弟弟看哥哥,哥哥会变慢;哥哥看弟弟,弟弟会变慢,看似冲突的结论其实并不冲突,因为这是两个参考系,想知道最终谁变慢则必须要在同一个参考系下才能对比


                  IP属地:广西来自Android客户端9楼2025-03-27 23:03
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                    惯性系和非惯性系的区别


                    IP属地:黑龙江来自Android客户端12楼2025-03-29 08:08
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                      弟弟在地球上静止,哥哥在接近光速运动,此时两者参考系不同,在各自的参考系,对方都比自己时间流逝变慢
                      如果想让两者参考系相同,那么哥哥需要减速至静止,这个过程对于哥哥来说很快,但是哥哥视角下的弟弟,可是过了很久很久。
                      举个例子,假设地球距离M星有30光年,宇宙飞船的速度是0.995c,弟弟始终在地球上,M星人始终在M星上,哥哥乘坐宇宙飞船往复运动,忽略加速减速时间(理想化实验),这个过程我们分为7部分:
                      阶段①初始阶段,三者静止
                      阶段②哥哥从地球加速至0.995c
                      阶段③哥哥从地球匀速飞到M星
                      阶段④哥哥减速至0降落到M星
                      阶段⑤哥哥离开M星加速至0.995c
                      阶段⑥哥哥匀速飞回地球
                      阶段⑦哥哥减速到0降落到地球
                      ——————分界线——————
                      理想化实验,即不考虑哥哥加速的时间。弟弟参考系和M星参考系一样,所以每个阶段时间都是一样的,即弟弟视角下弟弟和M星时间,与M星视角下弟弟和M星时间都一样。
                      以下是七个阶段末三者视角下的时间,且为更精确的数据,保留四位小数,单位:年。
                      (看别人时间时不考虑光传播速度,比如说弟弟看M星的时间就是弟弟参考系下M星的目前时间,而不考虑M星发出的光走过30年之后到达地球这个时间差)
                      ——————分界线——————
                      【阶段①】弟弟视角下:弟弟时间0,哥哥时间0;哥哥视角下:弟弟时间0,哥哥时间0,M星时间0
                      【阶段②】弟弟视角下:弟弟时间0,哥哥时间0;哥哥视角下,弟弟时间0,哥哥时间0,M星时间29.8874
                      【阶段③】弟弟视角下:弟弟时间30.1885,哥哥时间3.0151;哥哥视角下:弟弟时间0.3011,哥哥时间3.0151,M星时间30.1885
                      【阶段④】弟弟视角同③,哥哥视角下:弟弟时间30.1885,哥哥时间3.0151,M星时间30.1885
                      【阶段⑤】弟弟视角同③,哥哥视角下:弟弟时间60.0759,哥哥时间3.0151,M星时间30.1885
                      【阶段⑥】弟弟视角下:弟弟时间60.3770,哥哥时间6.0302;哥哥视角下:弟弟时间60.3770,哥哥时间6.0302,M星时间30.4896
                      【阶段⑦】弟弟视角同⑥,哥哥视角下:弟弟时间60.3770,哥哥时间6.0302,M星时间60.3770
                      ——————分界线——————
                      可以看出,阶段①④⑦时三者彼此静止,为同一个参考系,三者参考系看彼此的时间统一;阶段①②⑥⑦,哥哥弟弟距离为0,所以两者参考系看彼此时间统一;阶段③④⑤,哥哥和M星距离为0,所以两者参考系看彼此时间也统一。


                      IP属地:山东来自Android客户端14楼2025-03-29 08:38
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                        问题的关键在于哥哥有一个变速的问题,而弟弟没有,可以这样理解,谁变速谁的时间就会变慢。


                        IP属地:美国来自iPhone客户端15楼2025-03-29 11:27
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                          所有惯性系是等价的,弟弟看哥哥是“慢放”的,哥哥看弟弟也是“慢放”的,但是,如果哥哥要回来,就不可能一直保持匀速直线运动哥哥一定会进行加速,然后再返回,惯性系和非惯性系就不等价了当飞船来回的速度接近光速时,哥哥“看”弟弟都是几乎静止的,然后在飞船掉头的瞬间,哥哥“看”弟弟的时间是疯狂快进的


                          IP属地:浙江来自Android客户端16楼2025-03-29 13:32
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                            用不着去考虑这些有的没的,相对论都是建立在两条假设上面,注意是假设:光速不变原理,和狭义相对性原理上面,根据这两条假设验证解决了一部分现实上的问题,但不能说是绝对正确,物理学连光是什么东西都没有定论,只是通过实验就给你说波粒二象性,又是波,又是粒子,说明我们人类还无法捕捉光,研究光,只能凭借现象推断,当发现新的现象的时候原理论就又得改来该去的。比如相对论在微观尺度就不适用。
                            所以你这里考虑的光速会导致时间变慢很有可能是光的终极奥秘,你觉得你一个1阶小法师,能搞得懂十阶法神都不知道的问题吗。你看法神连光是啥都说不清楚,他们还给你说时间会变慢。


                            IP属地:四川17楼2025-03-29 16:01
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                              因为以不同速度运动的质点或者参考系,他们使用的不是统一的时钟和量尺,即使他们的时钟和量尺在出厂时完全相同,因为后来速度差异,你的一秒与一米,和他的一秒一米不再等同


                              IP属地:广东来自Android客户端18楼2025-03-30 15:31
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