1樓:月下的淡然
很多人都知道雙生子佯謬,雖然這個理論是愛因斯坦在俠義相對論誕生時提出來的,很多人也只是知道俠義相對論的範圍內的雙生子佯謬,所以才會有以上的問題,也就自以為是的認為雙生子佯謬不正確。
但是,雙生子佯謬不僅僅涉及狹義相對論,更涉及到廣義相對論。在廣義相對論中,愛因斯坦就把「變速過程不是相互的」這個問題解釋的很清楚很明白。至於怎麼解釋的,要用到很多的數學知識,很重要的一點是宇宙時空並不是一般人以為的歐幾里得空間(x,y,z,t),而是閔可夫斯基空間(x,y,z,ict)(這點其實在狹義相對論中已經體現了)。
而處理這種時空關係下的距離問題都不能用歐式幾何,一般要先學習黎曼幾何和張量分析才能真正瞭解愛因斯坦的廣義相對論。在這種條件下,就能證明變速的過程不相互了。
這些數學解釋體現在物理上就是變速運動(非慣性系)其實是和重力場是等價的,因為遨遊太空的那個人經過了加速與減速、也就等同於附加了幾個重力場,而廣義相對論的一個重要結論就是重力場能使時空彎曲。所以變速就不是相互的了。事實上,不管是在哪一個慣性系中,遨遊太空的人總是比較年輕的。
ps:歐式幾何:也就是我們從小學就開始學習的幾何,典型的結論是兩點間線段最短,三角形內角和為180度。
黎曼幾何:非歐幾何的代表,也可以說是歐式幾何的擴充,在非歐幾何中,三角形內角和不一定是180度、兩點間也不一定是線段最短。
張量:簡單的說就是有很多個分量的量叫做張量,標量(零階張量)、向量(一階張量)、矩陣(二階張量)等等的都是張量的特例,張量分析就是研究張量間的運算
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