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。
