以前經常看到有人用這樣一個例子來描述相對論的時間變化現象:

當地球上發射一枚載人火箭到天空中,如果這枚火箭以足夠快的速度行駛足夠長的距離,那麼當這枚火箭返回地球後,大家會發現宇航員比預想的要年輕,當年的同齡人已經比宇航員老了很多。

但如果我們站在宇航員的視角看,是否會得到相反的結果?地球一直在以極高的速度運動,根據相對論時間公式

[公式]

宇航員認為地球的時間要比自己慢,降落後發現自己比當年的同齡人老了很多。

這是一個矛盾,請問錯誤出在哪裡?


相對論中有很多誤解,其中之一就是時間的相對性。

我今天想說的是,在相對論中,時間是一個絕對量。原因也很好理解,物理規律與參照系無關,那一個人有沒有變老自然也跟參照系無關,所以對於每個人來說,一定是有一個與參照系無關的,可以稱之為「年齡」的概念的。既然「年齡」與參照系無關,那自然可以說「年齡」是一個絕對量。

相對的時間跟絕對的時間之間什麼關係呢?用汽車來做比喻。

A、B兩地相隔1000公里,2輛汽車沿著不同的路徑從A運動到B。

時間的相對性指的是:這個1000公里在地圖橫向上的投影,跟畫地圖的人選取的角度有關。相對的時間也是類似的,時空中有一個絕對的時空,時間只是這個絕對時空的某個橫向投影罷了,選取不同的角度,橫向投影自然不同。

時間的絕對性指的是:2輛汽車從A運動到B,經過的路程長度與畫地圖人選取的角度無關。絕對的時間指的就是汽車的運動里程數。

只不過由於時空中的距離定義跟普通的歐式空間有點差異,所以導致時空中直線最長。

雙生子佯謬中,在地球上的人被認為是沿著直線運動的,而出去又回來的那個人肯定是沿著曲線運動,曲線比直線短,所以出去的那個人更年輕。

變換參照系,在狹義相對論中,只能把直線變為直線。 因為出去的那個人是沿著曲線運動的,以出去的那個人作為參照系的話,相當於一個把曲線變為直線的操作,這個就不是簡單的變換了。


著名的雙生子佯謬嘛,知乎上搜答案不就行了https://www.zhihu.com/question/266780127/answer/313215019,簡而言之,其實並不矛盾,問題在於你沒考慮火箭調頭這個過程


愛因斯坦相對論理論中反覆多次提到的「時間」其實並不是「時間概念」本身而是「時鐘讀數」!愛因斯坦先生在這裡搞錯概念啦。我們都知道:如果物理概念(尤其是「基礎物理概念」)錯了的話後面的物理推理絕對不可能正常順利繼續下去,一定會出現許許多多各種各樣千奇百怪的問題出來。現在愛因斯坦相對論理論就是這樣的情況。


下面的回答給出了三維空間一維時間的洛倫茲變換推導過程。其中鏈接了尺縮鐘慢效應的推導過程。

我們應當如何正確地推導洛倫茲變換?如何應用洛倫茲變換推導出「尺縮」效應和「鐘慢」效應??

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但是 [公式] 這個公式是狹義相對論的結果,而狹義相對論的基本假設是:、

在一切慣性參考系下,所有的物理規律都是適用的。

宇航員乘坐宇宙飛船,從被火箭帶離地表到返回地表,整個運動過程是相對於地球的勻速直線運動嗎?顯然是不可能的,因為勻速直線運動將意味著一去不復返(公式 [公式] )。

所以從某種角度上講,這個問題已經超出了狹義相對論的知識範圍了。


時空是非存在,世界是個 跑步機 - hu-ou的文章 - 知乎 https://zhuanlan.zhihu.com/p/35708231

這個相對運動對象的時間變長,對微觀對象來說是真實的時間。

但對宏觀事物來說,運動時,壽命並沒因此而變長。並非是相對運動時時間未變長,而是相對運動的影響量可忽略不計,因為宏觀事物巨大的聚合本身依然是相對靜止的。


狹義相對論的主要問題是參考系平權,如果認為引力場是特殊的參考系,那麼矛盾就不存在了。當然,這樣的想法就不是相對論了,而是絕對論了。其實,相對論之前,就有 Lorentz 的絕對論,功能和數學模型是一樣的。


謝邀!這個時間主要是針對光能和熱能,但針對物質基本無用,只是當初愛因斯坦並沒有搞清此事,造成宇航員時間差的故事,如果真出現此事,那是宇宙員進入了所謂的(時空隧道);宇宙的時空都是帶屬性的空間,此屬性決定了宇宙背景中的暗能量方向,時空隧道的時空屬性為(無旋空間),暗能量為0值。


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