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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 看这里

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            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 【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 俺觉得,相对论的关键就在“相对”二字

      “时钟佯谬”中,当您说“一个保持静止”的时候,已经选定了一个惯性系,也就是观察者/“静止”时钟所在的惯性系,在这个惯性系中,“运动”的那个当然会“变慢”。这时候再说“两个时钟均认为自己静止”没什么意义,“运动”的那个可以假想成它在运动的时候也是在以“静止”的那个为参照系计算轨道从而保证相遇,因而不可能同时还认为自己也是“静止”的。当然,计算的时候可以强制指定“运动”的那个为静止,但这时候的计算实际上是原来的逆运算而已,对结果没有任何影响,仍然是“运动”的那个时间更慢(但逆运算的轨道和原来的轨道通常应该是不一样也不对称的,这个和通常的直觉不符,也是造成“佯谬”的原因)。

    • 家园 问到点子上了,一点儿不民科。

      这和双生子佯谬是一个道理,关键在于如何判定谁经历了非惯性运动,或者说经历了加速度。往深里说,宇宙中谁是惯性系,谁有权说别人非惯性?

      我先用双生子佯谬举例子,因为你说的卫星绕地球飞有其它因素搅和在一起。

      在地球观测者看来,飞船经历了加速运动,飞走之后又飞回来了。在此期间,地球在宇宙中相对其它天体动了动,所以在地球观测者看来,宇宙中其它天体也都动了。大家伙儿非惯性运动的效果加起来,发现所有其它天体的效果叠加起来基本抵消,跟只考虑飞船一样。

      在飞船观测者看来,地球经历了加速运动,飞走之后又飞回来了。同时,在飞船观测者看来,宇宙中其它天体也都跟着地球先往一个方向飞,之后又往回飞。大家非惯性运动的效果加起来后发现,飞去飞来的地球上不但时间流逝没慢,反而快了。

      总结来说,啥叫惯性运动,跟大家一块儿动就叫惯性运动。严格一点儿说,在宇宙中所有东西形成的引力场中作自由落体运动(free fall),像地球大致上所作的那样,局部上就是惯性运动。对于地球观测者,之所以所有其它天体非惯性运动的效果叠加起来基本抵消,这与运动幅度大小无关,而是因为地球在宇宙中基本上是free fall。飞船的飞去飞来可不光是相对地球,而是相对全宇宙。

      如果宇宙中啥都没有,就只有地球和飞船,则大多人认为将不会产生可观的时间差别。

      最后简单说一下卫星绕地球飞的问题。如果卫星是在地球引力场下自由绕圈,也就是free fall,则时间差既可以说是由非惯性运动造成,也可以说是由地球附近的引力红移造成,两者是等效的,不能把两者的效果加在一起算两遍。

      • 家园 我设计了一个理想实验,你看看

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      • 家园 花谢这个清晰易懂的回复。继续提问

        “总结来说,啥叫惯性运动,跟大家一块儿动就叫惯性运动。”

        这句话中的“大家”应该是指的“宇宙”吧?换句话说,在这个宇宙之内(目前没人知道宇宙外面还有没有东西),是不是可以把作为整体的宇宙当成一个“绝对参照系”?之所以有这个疑惑,主要是因为相对论处处排斥“绝对”,却又似乎处处需要“绝对”。

        • 家园 仅有中学的物理知识来理解

          卫星相对地球来说质量太小,因此相对来说卫星发射以及绕地球做变速运动来说,加速度更大,这个差距可以让地球相对卫星作的加速度忽略不计,因此卫星的钟的变动更为强烈,很好奇的是如果是火星上有个钟,或者是木星上有个钟,比如移民火星了,然后n年后,在火星上开采的铯原子作为原子钟计时,和地球上的比较又是什么结果

        • 家园 主帖里讲的还是时间问题,

          实际上还有更成问题的。

          你所谓的“以宇宙为参照的绝对空间”可能包含了要求建立一种统一的基于度量空间的假设。

          经典的三维度量空间是在规范了度量尺度的意义上才能成立的。如果就一般性地以宇宙按照经典的度量空间予以描述可以成立,就正如假定有公共性的“物理时间”是类似的道理(正如以惯性系为基准的牛顿体系),都有先入为主的成分。

          如果可以参照拓扑学的视角,三维空间就理念上和原则上并不一定非得是度量空间。对宇宙空间性的拟合,至少需要考虑一种普遍尺度意义上的度量是否可能这样一个问题。

          • 家园 这包含两个问题

            1、是否需要一个统一的普遍尺度意义上的度量?答案是需要,所以,相对论必然会被放弃。

            2、统一的普遍尺度意义上的度量是否会导致决定论的结果?答案是不会,因为那只是一种需要。

      • 家园 【原创】这个回复很精辟,是我看到过的对相对论佯谬最好的解
    • 家园 因为你在地球上。
    • 家园 这个卫星并不是走的匀速纯圆的轨道吧
    • 家园 惯性系
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