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主题:三个关于狭义相对论的问题
发信人: eole()
整理人: bsese(2000-02-10 15:26:10), 站内信件
关于同时的相对性。在很多介绍相对论的书中,都有以下结论:
在一个参照系中不同地点同时发生的事件,在同该参照系有相对运动
的其它参照系相比是不同的。最有名的莫过于对钟实验。但是,如果
这样,把参照系运动方向与钟,光发生器所在直线垂直,即在同一平
面上把对钟的器材打横放,还会观察到同时的相对性吗?
    又或者,在一参照系中,放一圈时钟,圆心处放一光发生器,很
明显,会观察到所有时钟都被同时较准。不过相对于这个参照系运动
的其它参照系会观察到所有钟都对不准?是否至少有一对被对准了?
若有,则可否得出结论,以此对钟为准,相对两个参照系,都有不同
地点的同时发生的事件?若无,那具体情况又是怎样呢?

    同时相对性的观察问题。传统的对钟实验是以火车为例子的。现
假定观察者在火车头上,相对月台有运动,月台上进行对钟实验。设
两钟为A钟和B钟,火车由A向B。根据狭义相对论,实验时火车上的观
察者的结论为:光信号到达B钟比到达A要快一小段时间,即同时的相对
性。但是,这是由观察所得的吗?这只是由光速不变得出的结论。
    现进一步假设,两钟上都装有光散射器,当光到达钟后会散射开来
以便观察。实际观察我想会有三种情况:当光到达B时,火车若已驶过
B,则会观察到B早——其结论和传统的一样;当光到达A时,火车还急
急向A驶来,则会观察到A早;当光到达A或B中任一个时,火车已在A和
B之间行驶,则情况很复杂,甚至当起始位置、速度等符合某一条件时,
有可能同时观察到A和B散射回来的信号,得出同时对准的结论。
    以上只是个人想法,实际是怎样呢?
    同时的相对性,其实质是不是由光速不变引起的观察误差,而并非
完完全全的客观实际?

    对于双生子佯谬,大家并不陌生。现设想有三生子A,B,C三人,
C留在地球上,A从北极乘宇宙飞船以速度V向前直飞,B则从南极同时,
同V向前飞。经相同时间A、B同时掉头,同时回到地球(排除加速度
影响)。会出现什么情况?由C观察,由于A、B都以相同的V相对地球
运动,时间流逝比地球慢,则AB岁数相同,并比C年轻。而由A、B中
任一个得出的结论则会是,地球相对自己运动,对方又相对地球运
动,由狭义相对论的速度叠加,则A、B间的相对速度比A、C(或B、C)
间的要大,因而A、B间的时间流逝绝不相同,A、B之中一定有个大些,
有个小些。这不是与前面矛盾吗?实际会是怎样的呢?

    我有个看法是这样:任何匀速运动的参照系中时间是完全一样的。
时间增量现象只是由加速度引起的力场变化(等效原理)而产生。
目前一切验证狭义相对论的实验都在力场中进行,离不开力场的影响。

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恢宏兮宇宙,漫步兮游四方。

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