接触过相对论的人应该对钟慢效应并不陌生。假如有一对孪生兄弟,某天哥哥坐上宇宙飞船前往
α
文明做长途太空旅行,而弟弟则留在了地球。当哥哥回到地球后,我们发现他比留在地球的弟弟更年轻了。对于星际间的高速旅行,相对论决定了在不同的坐标系内存在着时间膨胀的现象。

终于看完了相对论,大部分都懂了,其中有些部分需要用到高等代数和很复杂的数学公式推理,弄得我头晕晕的。

最近听了、看了很多讲相对论的科普内容,我感觉很有意思,也很开脑洞,让我来给你讲讲吧。

科学家们一直在努力寻找外星生命,而找到外星生命最佳的机会就是在与我们类似的星球上,对外星人的描述似乎在很多方面和人类很相似。一些外星人理论家曾宣布一个惊人的理论:假设外星人可能就是人类!这个理论指出根本没有外星人,他们是来自未来的时间旅行者,他们可能是1000,2000甚至10000年后的我们。

那么如果这对兄弟不止是旅游爱好者和死宅代表,而是投机倒把的商人,相对论又会给这个故事带来怎样的影响呢?

在天文物理学方面我的局限性很大,因为我所感兴趣的大多为纯理论化的东西,处在学科前沿,甚至部分尚存在争议,想真正将其弄懂并提出猜想必须有很深的相关知识积淀,我的造诣显然不怎么地。这类东西不是想想就行的,即便是猜想,也得有一定的理论依据可循,不过我仍想阐述一下我幼稚的观点。
爱因斯坦用两个坐标系论证了光速不变定理,过程严谨,推理中没有疏漏,但得出的结果我还是很难理解。假设一个物体A以光速前进,难道一束光对它来说仍是以光速前进?速度是相对的,物体必然是相对于另一个物体B以光速运动。我们再假设上述那束光从物体B上发出,就得到一个矛盾的推理结果。光束与物体A相对于B来说皆以光速运行,以此来比较可得出光束与物体A相对静止(两者速度方向相同),但是爱因斯坦却证明出了光速不变定理,与光束和物体A相对静止矛盾。(本来是自己的疑问,不过在之后的推论中解决了,我没考虑到光速的特殊性,具体在后边详述)
除了光速不变定理外,我对“双子悖论”中爱因斯坦赞同的第一种假设也有异议。在距离的相对性上,根据洛伦兹的理解,物体在运动方向上的密度会因长度缩短而增大,这样对于一个透明物体来说就会存在双折射现象,但实验否定了这一结论。爱因斯坦的狭义相对论则认为这种那个长度缩短和时间变慢都是由于测量者处于不同的参照系引起的,并不是实际意义上的缩短和变慢。在此我是认同爱因斯坦的说法的,即绝对时间和绝对长度不因速度而改变(这是不完全的表达,前提是空间未发生扭曲,(www.lz13.cn)我认为当物体速度达到一定程度时会扭曲空间,这点后面会谈到)。回过头来我们再看“双子悖论”,“双子悖论”最初是作为反对相对论的一个证据提出的。一位太空旅行者,如果以地球为参照系,由于高速飞行其时间流逝应当比地球上慢一些,他返回地球是应该比留在地球上的兄弟年轻。但是如果以飞船为参照系,那么出于同样的理由,得到的结论却是他比兄弟年老。爱因斯坦本人认为前一种推论是对的。这主要是由于飞船返航时的加速度以及飞船和地球上的引力场差所导致的(这里也有一个关于参照系的选取问题,在关于飞船不适合作参照系的附注中会详细提到)。然而当我们把相对论拿出来时,“双子悖论”这个推理本身就是错误的。当宇航员在高速飞行时,他处于另一参照系内,以我们的参照系去观察他,自然觉得他的时间流速比我们慢,反之亦然(附注1)。在此过程中,我必须要申明一点,看到的未必是真的。这里我们看到的就是一个假象,就像电影中的慢动作,我们看到演员做一个动作需要五秒,感觉时间流逝很慢,事实上他只用了不到一秒或更少。这是从大众直观的认识上来解释,实际上这种认识方法本身就不正确,往往偏离事实、真相。爱因斯坦在相对论中通过洛伦兹变换导出了速度——时间方程,排除了视觉等直观感知上的错觉。然而正如爱因斯坦所说,时间变慢是由于测量者处于不同的参照系而改变的,上述现象就像我们和宇航员都以分钟来计时,但他所在的参照系中一分钟在绝对时间上却与我们的两分钟相等(附注2)。当宇航员返航后,无论先前两者所在参照系有何不同,宇航员又回到了我们的参照系之内,他与他的兄弟应该仍是同一年龄,而不是谁比谁老。


图片 1

为了便于分析,我们假设地球和 α
文明距离非常非常远,以至于我们可以假设这是两个几乎相对静止的恒星系统,可以采用相同的惯性坐标系。这样,狭义相对论才有用武之地。

<

你知道怎样能变年轻么?

http://www.fzxmyy.comhttp://www.juLannesvot.com ,先看下面的照片,左面是一对父女。右侧那个模糊的影子,还是左面这个父亲,他面对的是他的母亲么?不,实际上也是他的女儿。原本年轻的女儿已经变的非常老了,但父亲却依然保持年轻。这是因为有什么神药么?不是的,这是相对论的效应。对,就是大科学家爱因斯坦说的那个相对论。

图片 2

电影《星际穿越》截图.png

http://www.6655444.com ,图片是电影《星际穿越》里的情节,这是一个很严谨的科幻电影,其中的很多情节,都符合实际情况。电影里讲,父亲和女儿洒泪分别,去探索宇宙,为人类寻找新的生存空间去了。若干年后再回来,女儿已经老的快不行了,父亲却依然是个健壮的中年人。

想象一下,一万年后的地球上,如果人类还活着,那么时间旅行应该已经有了,就如同科幻电影中的时间机器,他们可以回到过去,前往未来。假设一万年后,我们决定回到过去看看自己,也许他们在身体上已经有所变化,他们看上去像灰人或者其他什么,很可能外星人根本不其他星球上来的,而是比如说2700年乘坐时光机回来的。

相关文章

网站地图xml地图