Re: [問題] 相對論問題 雙胞胎
※ 引述《condensed (我的冒險生活)》之銘言:
: 在加速系中,還有個有趣的現象,是慣性系中看不到的。
: 站在地板上(太空船尾)的你,會發現天花板上(太空船頭)的鐘,
: 居然跑得比地板上的鐘還要快。
: 這種情況,為了方便起見,以後我們就統一說:
: ======================================================
: 在加速系中,位置高的鐘,走得快;位置低的鐘,走得慢。
: ======================================================
: 至於上述這個結論怎麼得到,推導方式就有很多啦,
: 我只舉一個最簡單的例子(不好意思,我想快點把這篇文章打完。):
: 靜止時,太空船的前端和後端各放一個構造相同的光鐘,
: 穩定發出相同的頻率,相同的週期。
: -----------------------------------------------------------------
: 那週期大小,就決定了鐘的快慢程度。
: 也就是說,你接收到幾個波,就代表對你而言,鐘跑了幾個時間刻度。
: 所以頻率大的鐘,就跑的比較快。
: -----------------------------------------------------------------
: 從靜止開始,本來貼在地板上的你,覺得兩個鐘的走速是一樣的。
: 接著,太空船前後同時開始等加速度運動,由於你和地板上的鐘是相對靜止的,
: 是在同一條世界線上的,你的時間就是地板的時間,地板的時間就是你的時間。
: 你們歷經的固有時是完全是一樣的,你不會覺得有什麼異常,你依然接收到相同的頻率。
: 可是天花板就不同了,當天花板的鐘,發出的光要往你傳過來時,
: 由於你在加速的關係,比原本多出了一個速度變化量,向著光波迎面而去。
: 由於光之都卜勒效應的關係(若這個不知道,只能再請你去參考普通物理了。),
: 你會接收到比預期還要更高一點的頻率。
: ==================================================
: 也就是說,你會覺得天花板的鐘,走得比地板上的鐘快。
: ==================================================
對於這一部分有些疑問。
按照文中所述,在均勻加速系之中,就會是(若我的理解沒問題):
越高處時間流逝越快;越低處時間流逝越慢。
只是這樣一來不是有問題了嗎?
畢竟按照我的認知是:
重力場(加速度)越大之處,時間延遲越顯著;
而此段論述所提的是均勻加速系(各處之加速度皆相等),
而非不均勻的加速系(如太陽、地球等伴隨著質-能的時-空彎曲),
時間遲緩的效應應當無差異。
因此仔細檢視了這段論述。
這段論述大概是:
由高處傳至低處之光頻率增加可知,高處時間流得快。
現在稍微換一下論述中所用的例子,將光換成小球,
每隔一單位時間由高處自由釋放一小球:
小球由高處落至低處得到了勢能,速度增加(和物質波頻率有關);
然而低處接到球的時間間隔仍然為一單位時間。
接著將小球想成光子:
光由高處傳至低處,獲得勢能──每個光子之頻率增加(光之速度增加?);
然而單位時間中低處接收的光子數是否相較於高處釋放的增加了?
廣義相對論中所提之重力紅(藍)位移,(就我的認知,)
應該是用來檢視:光果真受重力場影響;
而重力場下時間的延遲則是利用飛機和極為準確之鐘進行驗證的。
(這裡所使用的加速系一詞可能在嚴謹上稍嫌不足;
畢竟加速系和慣性系是可以等價的。)
如果上述有錯或是些思考不嚴謹的地方,
還請盡量指正出來。謝謝噢。:)
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