对狭义相对论中双胞胎悖论最合理的解释是什么?

时间:2021-11-10 09:21:49   作者:
你需要寻找一些打破情况对称性的东西。最简单的是,当改变方向返回时,只有一个双胞胎感觉到了力量。可以区分旅行的双胞胎和在家的双胞胎。一旦你看到这种情况的对称性被打破,你就需要看看这个理论是如何处理的。有很多方法来对待回程。我发现最直观的方法就是试着找到一种方法来消除旅行中的双胞胎所感受到的力。

对狭义相对论中双胞胎悖论最合理的解释是什么

首先要考虑到两个双胞胎身上都有一个时钟。他们将用那个时钟来记录已经过去的时间。当旅行双胞胎返回时,他们将比较出发后经过的时间。现在,力的问题是,但有一个秘密。爱因斯坦的等效原理表明局部加速度等于重力加速度。第二件事是,我们可以寻找一个测地线轨迹,使旅行者返回他们的原点。测地线轨迹是指没有外力的轨迹。在重力的作用下,测地线轨迹可以变得非常弯曲,比如绕行星运行的轨道。这里,我们要找的是包含急转弯的轨迹。这可以通过重力弹弓技术来实现。从本质上说,接近黑洞应该足以使一个180度的大转弯。

这样,旅行者就不会感到有力量了……然而,这个旅行者将会潜入重力井的深处,在那里他的时钟会走得很慢。待在家里的双胞胎不会经历这种时钟变慢,所以现在他们的两个时钟将计算不同的流逝时间。特别的是,旅行的双胞胎的时钟流逝的时间更少,因此回来的时候更年轻。

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除了黑洞,还有其他方法可以解决这个问题,但我认为黑洞解释是最直观的方法之一。然而,重点是观察双胞胎中的一个经历了另一个没有经历的一些过程。虽然返回看起来是对称的,但只有一个双胞胎会因为改变航向而受到影响。这是理解这个假定(非)悖论的关键。
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