相对论中的时间问题是怎末回事就是有一艘飞船以很高的速度离地球而去,根据相对论,飞船上的时间变慢了,但是,以飞船看来,地球以同样的速度远离飞船而去,地球的时间反而变慢了,到底是谁

Question

相对论中的时间问题是怎末回事
就是有一艘飞船以很高的速度离地球而去,根据相对论,飞船上的时间变慢了,但是,以飞船看来,地球以同样的速度远离飞船而去,地球的时间反而变慢了,到底是谁的时间变慢了?
就是到了飞船回到地球时，飞船和地球上的钟哪个慢。

Answer 1

你这个问题其实很久前就有人提出类似的打算驳倒相对论,这就是著名的双生子佯谬.给你大致解释下吧,你如何判断时间变慢了呢?如果你没有参考的物体肯定判断不出来,所以起码要乘飞船回到地球上吧?这样你就知道到底是谁慢了.狭义相对论只是考虑惯性参考系,所以只要判断到底是谁运动即可.乘坐飞船的那位既然要返回,所以一定要转弯,转弯时一定会有加速度即受力,而地球上的那位在整个过程中没有受其它力,始终没有感觉到除重力外的其它力.所以由此可以判断是飞船上的人运动了.运动的物体时间减慢,这点你也知道了,这是通俗的解释,以下是双生子佯谬和专业解释.
双生子佯谬twin paradox 狭义相对论中关于时间延缓的一个似是而非的疑难.按照狭义相对论,运动的时钟走得较慢是时间的性质,一切与时间有关的过程都因运动而变慢,变慢的效应是相对的.于是有人设想一次假想的宇宙航行,双生子甲乘高速飞船到远方宇宙空间去旅行,双生子乙则留在地球上,经过若干年飞船返回地球.按地球上的乙看来,甲处于运动之中,甲的生命过程进行得缓慢,则甲比乙年轻；而按飞船上的甲看来,乙是运动的,则乙比较年轻.重返相遇的比较,结果应该是唯一的,似乎狭义相对论遇到无法克服的难题.事实上双生子佯谬并不存在.狭义相对论是关于惯性系之间的时空理论.甲和乙所处的参考系并不都是惯性系,乙是近似的惯性系,乙推论甲比较年轻是正确的；而甲是非惯性系,狭义相对论不适用,甲不能推论乙比较年轻.其实根据广义相对论,或者甚至勿须用广义相对论,设想一个甲相对乙作变速运动的特殊过程：很快加速-匀速-很快减速然后反向很快加速-匀速-很快减速,按照狭义相对论,仔细考虑其中的时间延缓和同时性的相对性,可以得出无论从甲或乙分析,结论是相同的,都是飞船上的甲要比乙更年轻.乙留在地面等待甲,甲乘飞船作太空旅行,甲所乘坐的飞船在启动、调头、减速降落这些过程的加速、减速,都是相对于乙所在的惯性系而言的,所以这些过程没有什么附加的特殊效应,又因这些过程的时间都很短,所以可以将其忽略；而认为甲及其所乘坐的飞船静止不动,乙在飞离甲及甲所乘坐的飞船时,乙在启动、调头、减速这些过程的加速、减速,是相对于甲所处的非惯性系而言的.按照广义相对论的等效原理,相当于考察乙的运动的参考系中有一个引力场,虽然甲和乙都处在这一引力场中,但因他们在引力场中所处的位置不同,因而引力场对他们的影响也就不同.在乙启动及减速降落时,甲和乙距离较近,他们的引力场势相差不大,引力场对他们时间的流逝的影响也相差不大,所以仍可将这部分较短的时间忽略.而在乙调头时,由于甲和乙的距离非常遥远,这时乙的引力场势远高于甲,它使乙的时间比甲流逝得要快的多,或者反过来说,它使甲的时间比乙流逝得要慢的多.这一影响超过了乙相对于甲匀速运动期间速度v对时间的影响,使乙飞行归来与甲会合时,乙仍然要比甲变老了.所以乙调头这一过程在考虑“双生子佯谬”问题时是不能忽略的.运用广义相对论进行计算的结果,可知乙飞行归来与甲会合时,甲仍然是21岁,而乙是90多岁.1966年用μ子作了一个类似于双生子旅游的实验,让μ子沿一直径为14米的圆环运动再回到出发点,实验结果表明运动的μ子的确比静止的μ子寿命更长.