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我有看過雙生子悖論 大致上都是說離開地球上太空船的人,因為是加速系 所以去程時間會過得比地球上慢沒錯,而回程時間會比地球快 去程效應大於回程效應,所以總體過得比較慢。 所以離開地球的會比較年輕 這是概述 那今天假想也有個雙胞胎兄弟21歲 相隔很遠 A B 兩地(1.8光年) A地的哥哥以0.9C朝B地等速度運動 那麼兩個雙胞胎碰面時到底誰會比較老? 這問題不像長度詭辯,因為事實一定有一個吧 不會因為慣性系誰看而有所改變吧 那為何依照時間膨脹效應 會因為誰看而造成『事實』的改變呢? -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 123.0.54.210 ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Physics/M.1437322483.A.A94.html
wohtp: 雙胞胎必須在同一個地方出生,然後你要把他們的距離先拉開 07/20 00:20
wohtp: 到1.8光年,然後哥哥又要加速折回頭。 07/20 00:20
wohtp: 總之兩個人的經歷不可能對稱 07/20 00:21
aee2261: 現在問題的開頭是21歲 相隔兩地 07/20 00:23
aee2261: 所以不考慮還要先把他們分離之類的 07/20 00:23
wtfmap: 等效原理 兩個人的相對運動不完全相等 07/20 00:27
aee2261: W大不太懂耶,所以到底是誰比較老 07/20 00:28
aee2261: 只學過狹相 07/20 00:29
paopaotw: 一樓說的沒錯 問題不能只問一半. 既然是雙胞胎 又要碰面 07/20 03:27
paopaotw: 不能不說明是哪一個折返 07/20 03:27
wohtp: 你學過狹相就應該知道,不在同一個位置的兩人,不同人看會 07/20 04:29
wohtp: 看到不同的年齡。所以「都是二十一歲」這個條件本身就大有 07/20 04:30
wohtp: 問題。 07/20 04:30
sopare: 旅行過程感受到速度變化的人會比較年輕 07/20 05:22
sopare: 所以哥哥加速到0.9C跑到弟弟那再減速 會讓哥哥比較年輕 07/20 05:23
哥哥如何知道,自己是加速的呢?對哥哥來說弟弟才是加速 再減速的吧? 還是因為哥哥因為是加速系所以會感受到力 而弟弟是慣性系不會感受到力,藉此來分辨誰是加速系這樣 這樣解釋OK嗎?
sputtering: 樓上說的沒錯 而且這個是廣相的結論而不是狹相的 07/20 10:12
yarnball: 其實正好相反 加速度座標 狹義相對論完全可以處理 廣義 07/20 10:53
yarnball: 相對論的精隨 是經由等效原理 而用一個local的加速度座 07/20 10:54
yarnball: 標來描述重力場下的物理 07/20 10:55
※ 編輯: aee2261 (123.0.54.210), 07/20/2015 15:17:00
leo80042: yarnball是對的。仔細想一下,在狹相學共變記號的時候, 07/20 22:52
leo80042: 其實就有學到4-force跟4-accelaration了,所以狹相底下 07/20 22:52
leo80042: 是可以處理加速問題的。「兄弟悖論只能用廣相處理」不知 07/20 22:53
leo80042: 是哪個天才發明的說法.... 07/20 22:53
leo80042: 最經典的教科書例題就是算加速座標系如何做座標轉換,完 07/20 22:55
leo80042: 全不需要廣相。 07/20 22:56
leo80042: ^^^^ 等加速 07/20 22:57
yarnball: 因為沒有真的算過 其實把雙生子問題 離開的那個人 在轉 07/21 00:52
yarnball: 回來的過程 用一個加速度座標來描述 狹義相對論完全可以 07/21 00:53
yarnball: 處理在加速度坐標系下的觀察者所觀察到的事件 相對於留 07/21 00:55
yarnball: 在地球上的那個慣性座標觀察者 之間的差異 沒有甚麼特別 07/21 00:56
yarnball: 微妙的地方 就只是把加速度座標看做每個極小段時間內都 07/21 00:57
yarnball: 是不同的等速度 再用一般狹相處理 然後積分 這樣就可以 07/21 00:58
yarnball: 直接得出來哪一邊比較老 只是不知道為什麼 這麼有教育意 07/21 00:59
yarnball: 義的習題 我在台灣時還沒看到有老師出過 07/21 00:59
yarnball: 得出來哪一邊比較老"而不會有矛盾" 07/21 01:00
sputtering: 你可不可以將這個習題的解答PO出來我想知道怎麼解 07/21 08:40
yarnball: 參考jackson第三版 習題11.6 是怎樣從離開地球的加速座 07/21 10:34
yarnball: 標來算出留在地球觀測者經過的時間 解答網路應該都找的 07/21 10:34
yarnball: 當然這一題為求簡化 把等加速度在"等加度座標系"裡 而非 07/21 10:36
yarnball: 是相對於地球上的人 設為定值 不過反正也可以原則上也可 07/21 10:37
yarnball: 以換回來 並且 這也不影響加速度坐標系裡的事件依然可以 07/21 10:38
yarnball: 透過勞倫茲轉換 來得到跟其他慣性座標的相對關係 這結論 07/21 10:39
yarnball: 總之 還是要強調 狹義相對論可以處理加速度座標 而廣義 07/21 10:42
yarnball: 相對論的精隨 正式透過等效原理 把重力場"局域地"換成一 07/21 10:43
yarnball: 個加速度座標 再用狹義相對論解決 當然 這種"解決"只是 07/21 10:44
yarnball: 原則上精神上的 於是愛因斯坦才需要微分幾何的語言 07/21 10:44
sputtering: 我大致上了解了 07/21 11:05
yarnball: 順便回覆原op 加速度座標系的觀察者是能夠知道自己是在 07/21 15:38
yarnball: 加速度系的(例如隨便丟一個東西觀察軌跡) 07/21 15:38
aee2261: 懂了 感謝 07/22 16:06