Re: [問題] 請問相對論中如何確定何者才是相對的高速
※ 引述《Cyborg (機械化人)》之銘言:
: 相對論提到雙胞胎的兄弟,哥哥在地球,弟弟坐太空船以超高速旅遊外太空。
: 五年、十年、二十年之後,弟弟回地球後,發現自己相對於哥哥年輕很多,
: 或是發現地球已經過了不只二十年,而哥哥也早就老死好幾年了。
: 但是這好像有個bug:如何確定弟弟真的是屬於相對的高速呢?
這個疑問的盲點在於,你沒注意到弟弟如何與哥哥比較年齡?
在這個問題中 弟弟待在地球上不動,而哥哥在宇宙航行一段時間後返回地球。
差別就在於哥哥要往反的時候一定會有一個加速度!
因為狹義相對論只討論慣性座標,所以假設哥哥往返只在一瞬間。(加速度無限大)
因為那一瞬間太短暫就不考慮它的效應,其他時候就符合狹義相對論所討論的範圍
(你才可以不考慮加速度而討論時間的問題)
弟弟沒有感受到任何加速度而哥哥有,所以你可以很有把握的說哥哥在動!
現在考慮另外一種情況:
假設現在弟弟也待在太空船上,以跟哥哥相反的方向運動。
如果雙方太空船都沒有往返還是可以觀察對方的年齡。
就是讓雙方太空船每隔一年發出一道訊號,藉由接收訊號就可以知道對方的年齡。
假如弟弟感覺過了十年卻只收到1道訊號,那他便推測哥哥只長一歲。
這邊不一樣的地方在於:
沒有人的太空船有往返,所以沒有人受到加速度,所以雙方都"有資格"認為自己靜止!
也就是說,同樣的情況下哥哥感覺自己過了十年的時候,他也只會收到一道訊號,
所以它也會認為自己過了十年,但弟弟只長了一歲!
也就是說在這樣一個真正的慣性系統,你沒有辦法判斷誰才靜止、誰再動。
每個慣性座標的觀察者都認為自己才是靜止,所以不同觀察者對同一個事件
會有不同的描述,但都是對的!
假如此時有一個慣性座標下的外星人,對哥哥和弟弟的太空船又有不一樣的速度。
那它看到的又會是另外一種情況。
但也因為你無法判對誰才是真正的靜止。
所以結論就是哥哥、弟弟、外星人所講的都是對的!(是說它們所講的對各自而言都是對的)
有興趣的話可以參考:愛因斯坦的時空觀
這本書只討論時空觀,數學能力只要會加減乘除就可以。
對我來說幫助很大。
抱歉排版有點亂...
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 111.184.237.228
討論串 (同標題文章)
本文引述了以下文章的的內容:
完整討論串 (本文為第 2 之 3 篇):