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前面是对问题的描述,最后一段是另一个问题
宇宙执法者的历险
宇宙执法者AD在A行星上被邪恶的EN博士所擒。EN博士给AD喝了一杯13小时后发作的毒酒,并告诉AD解药在距此40,000,000,000公里远的B行星上。AD得知此情况后立即乘上其0.95倍光速的星际飞船飞往B星,那么:
AD能即使到达B星并取得解药吗?
我们做如下的计算:
A、B两行星之间的距离为40,000,000,000公里。飞船的速度是1,025,000,000公里/小时。把这两个数相除,我们得到从A行星到B行星需要39小时。
那么AD必死无疑 等一下!这只对于站在A行星上的人而言。由于毒药在AD的体内是要经过新陈代谢(才能发作)的,我们必须从AD的参照系出发研究这一问题。我们可以用两种方法做这件事情,它们将得到相同的结论。
1. 设想一个大尺子从A行星一致延伸到B行星。这个尺子有40,000,000,000公里长。然而,从AD的角度而言,这个尺子以接近光速飞过他身边。我们已经知道这样的物体会发生长度收缩现象。在AD的参照系中,从A行星到B行星的距离以参数γ在收缩。在95%的光速下,γ的值大约等于3.2。因此AD认为这段路程只有12,500,000,000公里远(400亿除以3.2)。我们用此距离除以AD的速度,得到12.2小时,AD将提前将近1小时到达B行星!2. A行星上的观察者会发现AD到达B需要花费大约39小时时间。然而,这是一个膨胀后的时间。我们知道AD的“钟”以参数γ(3.2)变慢。为了计算AD参照系中的时间,我们再用39小时除以3.2,得到12.2小时。(也)给AD剩下了大约1小时(这很好,因为这给了AD20分钟时间离开飞船,另外20分钟去寻找解药)。
AD将生还并继续与邪恶战斗。
如果对上文中我的描述加以仔细研究,你会发现许多似是而非,非常微妙的东西。当你深入地思考它的时候,一般你最终将提出这样一个问题:“等一下,在AD的参照系中,EN的钟表走得更慢了,因此在AD的参照系中,宇宙旅行应花费更长的时间,而不是更短... 好,这就是我们刚刚看到的。我们已经发现在AD相对于EN参照系旅行中的时间膨胀。在EN参照系中,AD是运动的,因此AD的钟走得慢。结果是在此次飞行中EN的钟走了39小时,而AD的钟走了12小时。这常常使人们产生这样的问题:
相对于AD的系,EN是运动的,因此EN的钟应该走得慢。因此当AD到达B行星的时候,他的钟走的时间比EN的长。谁对?长还是短?
好问题。当你问这个问题的时候,我知道你已经开始进入情况了。在开始解释之前,我必须声明在前文所叙述的事情都是对的。在我所描述的情况下,AD可以及时拿到解药。现在让我们来解释这个徉谬。这与我尚未提及的“同时性”有关。相对论的一个推论是:同一参照系中的两个同时(但不同地点)发生的事件相对于另一个参照系不同时发生。
nbsp; 让我们来研究一些同时发生的事件。
首先,让我们假设EN和AD在AD离开A行星时同时按下秒表。按照EN的表,这趟B行星之旅将花费39小时。换言之,EN的表在AD到达B行星时读数为39小时。因为时间膨胀,AD的表与此同时读数为12.2小时。即,以下三件事情是同时发生的:
1、 EN的表读数为39
2、 AD到达B行星
3、 AD的表读数为12.2
这些事件在EN的参照系中是同时发生的。
现在在AD的参照系中,上述三个事件不可能同时发生。更进一步,因为我们知道EN的表一定以参数γ减慢(此处γ大约为3.2),我们可以计算出当AD的表读数为12.2小时的时候,EN的表的读数为12.2/3.2=3.8小时。因此在AD的系中,这些事情是同时发生的: 1、 AD到达B行星
2、 AD的钟的读数为1.2
3、 EN的钟的读数为3.2
[em27][em27][em27][em27]
问题如下:
有一双胞胎,哥哥乘飞船从地球出发作时空旅行,走一段路程后返回地球,在地球上的弟弟看来,由于飞船作高速运动,时间变慢,所以哥哥应比自己年轻,而飞船上的哥哥看来,地球好象也作同样的运动,所以弟弟也应比自己年轻。但结果只有一个,到底谁对呢?
关键词: 喜欢 想想 行星 我们 参照系
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