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为什么以接近光速旅行感觉不到时间流逝?

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online_member 发表于 2018-12-16 23:05:09 | 显示全部楼层 |阅读模式
半人马座比邻星距此4.2光年,也即397353亿公里,假设乘坐接近光速的飞船,即秒速29.9万公里,去往比邻星。对于飞船上的人来说,难道不是要走4.2年吗?为什么却感觉是一瞬间?时间不等于路程除以速度吗?我实在是搞不明白。
作者:一点资讯
online_member 发表于 2018-12-16 23:05:22 | 显示全部楼层
洛伦兹变换大法好 !
天灭尺缩钟慢党 几何变换保平安
人在做 天在看 尺缩钟慢留祸患
不懂原理天地灭 参考变换保平安  
诚心诚念几何好 洛伦兹来平安保
众生皆是为光来 现世险恶忘前缘
数学本质说真相 教你脱险莫拒绝
早日摆脱尺缩钟慢 早日获得新生
上网搜 洛伦兹变换
有!   真!   相!

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强答一波!实名反对目前所有使用尺缩效应和钟慢效应的答案!
面对这种典型的本征时问题,不用洛伦兹变换或者几何观点下的狭义相对论去解释都是可耻的!
再扯那些过时迂腐而且玄学的尺缩效应和钟慢效应,是要被耻笑的!
狭义相对论重视的是物理定律的协变性,而不是尺缩效应钟慢效应这种表象!
那是培养民科的法宝啊!

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不能翻墙,而且阅读英文对我有点难度……百度百科说的还不错,我就引用了(更新:尴尬的发现百度的图片被吃了,只好自己打公式咯、、)
洛伦兹变换是狭义相对论中两个作相对匀速运动的惯性参考系(SS′)之间的坐标变换。若S系的坐标轴为XYZS′系的坐标轴为X′、Y′和Z′。为了简单,让XYZ轴分别平行于X′、Y′和Z′轴,S′系相对于S系以不变速度v沿X轴的正方向运动,当t=t′ = 0 时,S系和S′系的原点互相重合。同一个物理在S系和S′系中的时空坐标由下列关系式相联系:
为什么以接近光速旅行感觉不到时间流逝?760 / 作者:kFpDCecp / 帖子ID:43258
为什么以接近光速旅行感觉不到时间流逝?496 / 作者:kFpDCecp / 帖子ID:43258
为什么以接近光速旅行感觉不到时间流逝?534 / 作者:kFpDCecp / 帖子ID:43258
为什么以接近光速旅行感觉不到时间流逝?957 / 作者:kFpDCecp / 帖子ID:43258
式中
为什么以接近光速旅行感觉不到时间流逝?137 / 作者:kFpDCecp / 帖子ID:43258
;v是两参考系相对运动的速度,c为真空中的光速。
这个关系式称为洛伦兹变换。不同惯性系中的物理定律在洛伦兹变换下数学形式不变,它反映了空间和时间的密切联系,是狭义相对论中最基本的关系。
——百度百科 洛伦兹变换
解释一下,这个洛伦兹变换是狭义相对论两个基本假设直接推导出来的,初中数学水平就可以推导。尺缩钟慢效应都可以由洛伦兹变换推导得出。在考虑两个惯性系时空事件的时候,利用洛仑兹变换可以比较轻松的得到需要的结果。

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题主说的以相对于地球29.9万公里每秒的速度进行,也就是大概0.997倍光速。
我们设地球为参考系为什么以接近光速旅行感觉不到时间流逝?808 / 作者:kFpDCecp / 帖子ID:43258,飞船为参考系为什么以接近光速旅行感觉不到时间流逝?241 / 作者:kFpDCecp / 帖子ID:43258
有x(地球参考系观察地球与比邻星的距离)=4.2(光年)
v(飞船相对于地球的速度)=0.997c
t(地球参考系观察飞船到达比邻星的时间)=4.2126(年)
带入洛伦兹变换公式,得到为什么以接近光速旅行感觉不到时间流逝?673 / 作者:kFpDCecp / 帖子ID:43258
x‘=0(这是显然的,因为以飞船为参考系,飞船一直都是在空间原点上)
t‘(飞船参考系观察到到达比邻星的时间)=0.3255(年)
解毕。

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下面我们从几何观点来解释一下
在闵氏几何中,有为什么以接近光速旅行感觉不到时间流逝?569 / 作者:kFpDCecp / 帖子ID:43258是个标量(参考系不变量)
在匀速运动中,公式退化为为什么以接近光速旅行感觉不到时间流逝?905 / 作者:kFpDCecp / 帖子ID:43258
其中s是两事件时空间隔
根据题意x=4.2(光年)
t=4.2126(年)
得s=0.3255i(光年),i是虚数单位。是个类时间隔。

在闵氏几何中,量为什么以接近光速旅行感觉不到时间流逝?21 / 作者:kFpDCecp / 帖子ID:43258为本征时
它代表时空线本身作为参考系的观者所经历的时间
带入得为什么以接近光速旅行感觉不到时间流逝?935 / 作者:kFpDCecp / 帖子ID:43258(年)
这就是飞船上的观者经历的时间。

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    还是代公式……但是这些解释远远比尺缩钟慢这种莫名其妙的说法好得多——理由是尺缩钟慢效应中,时间和距离的概念都是被重新解释过的,如果应要解释,只能是强行说理,不知所云。
    而洛伦兹变换或者几何观点下的狭义相对论每一步都有严格的数学解释和物理学哲学解释,可以明白地去解释闵氏时空(狭义相对论时空观)背景下的问题。
    希望题主不要被一些科普书籍和不知所云的概念迷惑,而是要从数学出发,从本质理解狭义相对论,这样才会解决自己的困惑。
    在文章的最后,我引用《奥术神座》的一句话来表明我的态度:
你的眼睛会欺骗你,你的耳朵会欺骗你,你的经验会欺骗你,你的想象力同样会欺骗你。但,数学不会。——《奥术(数)神座》  
  使用尺缩钟慢效应来解释,就是诱导别人犯被想象力所欺骗的错误,这是培养民科的不二法宝,是教以玄学的第一选择。





喂看完记得点赞!
online_member 发表于 2018-12-16 23:06:20 | 显示全部楼层
0.路程等于速度乘以时间,这个是速度的定义,在相对论下仍然成立。
1.飞船上的人经过的时间确实很短。
2.地球上的人看来确实花了4年多。
3.在狭义相对论下,谈时间必须讲参考系。两件事情发生的时间差,在不同参考系下一般不同。
4.飞船上的人看来,由于尺缩效应,路程变得非常短,因此时间非常小。
5.地球上的人能预测飞船上的人经历的时间很短,而飞船上的人也能预测地球上的人经历的时间约为4年。他们也能相互理解对方与自己认知不同的原因。
6.尺缩和钟慢效应都有严格的适用条件,小心使用避免出错。
7.推荐一下我的好久没更新了的专栏,有一点和这个有关的内容。
online_member 发表于 2018-12-16 23:07:10 | 显示全部楼层
理解相对论最重要的一点是
你的时间和别人的不一样
(口胡:你的时间非常宝贵!——张靓颖)

这两件事情:“你坐上飞船离开地球”,以及“你抵达比邻星”
独立于任何时间和空间坐标

这两件事情之间所相隔的时间
在飞船上的你
和在地球上的凡人
看起来是不一样的

同样,这两件事情之间所相隔的空间(即地球和比邻星的距离)
在飞船上的你
和在地球上的凡人
看起来也是不一样的

死死记住这一点就好了
online_member 发表于 2018-12-16 23:08:02 | 显示全部楼层
是这样的,每个人感受的的时间是自己的固有时,看别人的时间是以自己为参考系的坐标时。
在这个理解下,我们每个人感受到的时间都是不同的,但是我们都有计算出任何人的固有时的能力:
为什么以接近光速旅行感觉不到时间流逝?178 / 作者:egpfdgnwso / 帖子ID:43258因此接近光速旅行同样会感受到时间的流逝,而对于进行长距离宇宙飞行宇航员花的时间减少,地上的人和飞船上的人有两种等价的解释:
1.地上的人认为宇航员高速运动产生了动钟变慢效应,他们实际化的时间不应该是地球上的坐标时,应当是他们的固有时:
为什么以接近光速旅行感觉不到时间流逝?151 / 作者:egpfdgnwso / 帖子ID:432582.飞船上的人认为,自己的时间没有变化,因为以自身来看,固有时就是坐标时,反倒是,相对于自身,地球和比邻星在高速运动,他们的距离变短了,所以旅行化的时间变短了。
为什么以接近光速旅行感觉不到时间流逝?571 / 作者:egpfdgnwso / 帖子ID:43258最后反对一种观点,这种观点我看过很多,就是认为速度在4维时空中大小一定,所以在三维空间中分量变大,导致时间分量的变小。
首先这种观点前半部分是对的,4速度的大小的确是光速,所以一些学过狭义相对论的人不认真看,也容易被迷惑,实际上这个理论有两个重大缺陷:
1.4速度的空间分量不是3速度,他们的关系是这样的 为什么以接近光速旅行感觉不到时间流逝?110 / 作者:egpfdgnwso / 帖子ID:43258 。也就是说四速度的空间分量和三速度差了一个γ因子
为什么以接近光速旅行感觉不到时间流逝?173 / 作者:egpfdgnwso / 帖子ID:43258所以虽然3速度是不能超过光速的,但4速度的空间分量却可以任意大。
2.4维时空是闵可夫斯基空间,不能用欧几里得空间的看法来讨论4维速度。
在欧几里得空间中,矢量的大小等于各分量的平方和的平方根,我们由此可以得出矢量的大小比它的任意分量的绝对值都大或相等,然而在闵氏空间中这是不对的,因为:
为什么以接近光速旅行感觉不到时间流逝?453 / 作者:egpfdgnwso / 帖子ID:43258考虑yz上的分量为0的情况,我们发现:
为什么以接近光速旅行感觉不到时间流逝?957 / 作者:egpfdgnwso / 帖子ID:43258所以4速度的大小的确就是光速1,然而这个大小并不是平方和开方而是平方差开方。
从欧氏观点看,固定4速度的起点,那么它的终点的轨迹应当是个单位圆,然而在闵氏空间里这个轨迹是一个双曲线!
也就是说,3速度变大,那么4速度空间分量变大(当3速度趋于光速时趋于无穷大),4速度的时间分量也变大,与这种欧氏4维时空观的结论完全相反!
所以恕我直言,如果没有认真学习狭义相对论和闵可夫斯基几何,只是读了几本科普作品的话,请闭嘴,别用你的欧氏观点来看时空这个闵氏几何问题!
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