雙胞胎各自乘光速飛船相反方向飛行,再飛回來相遇,誰會變老?
探索
02-15
雙生子問題最早是由朗之萬提出的, 來質疑狹義相對論的時間膨脹效應:一對雙胞胎,一個留在地球上,另一個乘坐宇宙飛船到太空旅行。飛行速度非常高,接近光速,那根據愛因斯坦的相對論,在太空旅行的雙胞胎中的一人回到地球時還是一個小孩,而他在地球的兄弟早已死去了。朗之萬想用這個荒謬的思想實驗來挑戰愛因斯坦,證明時間是一個獨立的維度,不可能因為物體運動速度而變慢。
可是我們知道狹義相對論在時間變慢這一點上確實是對的,實驗也證明了。但是問題來了,就算這個理論是對的,郎之萬的思想實驗本身也是一個矛盾,因為運動是相對的啊。
如果我們以留在地球上的兄弟作為參照系,那旅行者回到地球後,我們發現他比他留在地球的兄弟更年輕。可是反過來如果以宇宙飛船為參考系,留在地球的人也以近光速飛行,碰面的時候應該是地球上的兄弟,比飛船上的年輕。這才是問題所在。
那到底是誰會變年輕呢?在1905年愛因斯坦提出狹義相對論的時候,他自己也沒有答案 。一直到十年之後,愛因斯坦通過等效原則把相對論推廣到非慣性參考系才完整清晰的解釋了這個問題。
答案是:誰去找誰,誰更年輕。在雙生子佯謬中,那個開著飛船先飛離地球在飛回來的兄弟會更年輕,因為他經歷了加速和減速的過程。


※在地球上肉眼能看見的星星到底有哪些?
※華裔女博士成功用豬器官移植人體?美國花3億挽留仍歸國!
TAG:小樣世界 |