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时间真的会变慢吗？双生子佯谬中做了太空旅行的哥哥真的会比弟弟年轻吗？这些问题让每个学习物理的人都很头痛。然而现代科学告诉我们，答案是肯定的，我们都很茫然，这与我们日常生活中形成的时空观对立。 让我们回顾一下科学对双生子佯谬的介绍和科普级的解释： 设想有两个孪生兄弟甲和乙，甲乘飞船作太空旅行，乙留在地面等待甲。甲所乘坐的飞船在极短的时间内加速到接近光速c，然后匀速直线飞行，飞船飞行很长一段时间后，迅速调头并继续以接近光速c作匀速直线飞行。回到地面时紧急减速、降落，并与一直在地面上的乙会合。 在地球参考系中很好讨论，火箭始终是动钟，时间进程比地球慢，重逢时甲火箭比乙地球年轻。 在火箭参考系内，地球在匀速过程中是动钟，时间进程比火箭内慢。关键的原因是火箭掉头的过程，地球由火箭后方很远的地方经过极短的时间划过半个圆周，到达火箭的前方很远的地方。这是一个"超光速"过程。甲看到的实际过程是在掉头过程中，地球的时间进度猛地加快了。在甲看来，乙先是比甲年轻，接着在掉头时迅速衰老，返航时，乙又比自己衰老的慢了。重逢时，自己仍比乙年轻。也就是说，相对论不存在逻辑上的矛盾。（火箭运动中，不能直接对比甲和乙的信息，因为信息传递需要时间）。 对这样的解释，我们仍旧很难理解，但是这可是近100多年以来诸多智慧的物理大佬们共同得出的结论。选择相信，这是对物理大佬们智慧的肯定和尊重。 但是总是有很多自以为聪明的家伙们去质疑，并找人理论，一次两次就算了，但是质疑的人多了，就让人很烦。之所以烦，因为这些人总是纠缠着讲理论，讲逻辑，没有一个人能拿出严谨的计算来证明。如果能有实验，其实验结果可重复并有严谨的计算，那么每个人都能信服。 我也是自以为聪明的家伙们中的一员，我有自知之明，我思考。双生子佯谬中掉头过程中，地球的时间进度猛地加快了？设想，如果在火箭上安装摄像机不间断地对地球上的时间进行录像，那么一定不能看到地球的时间进度猛地加快。科学说火箭运动中，不能直接对比甲和乙的信息，这种对地球时间的录像的行为不正是信息的沟通吗？反过来在地球上也用摄像机记录火箭上的时间，等相遇时不就可以好好地回放分析吗？ 突然我有一个很好的思想实验，为此，我激动不已。思想实验，虽然在想象中进行，但其结果与实际的实验一样具备说服力，就像我们所熟知的“两个铁球同时着地”。 假设地球上和火箭上都装有激光脉冲时钟，每秒钟发射1次激光信号，即频率为1赫兹。从火箭发射，到返回地球，应该满足：1. 火箭上看到的地面脉冲信号总数=地面上发出脉冲信号的总数。 2. 地面上看到的火箭上的信号总数=火箭上发出信号总数。如果火箭上的时间只经过10秒，地面上却经过了1000秒，那么地球上只能正好看到10次信号，平均每100秒钟才能看到1次信号即0.01赫兹。反过来，火箭上必须在10秒钟看见全部的1000次信号，平均每秒钟看见100次信号，即100赫兹。Very good，观测频率上的极大不对称，而观测频率存在着多普勒效应关系，可以计算得出，并且在火箭上和地球上看到的红移与蓝移的频率是相等的。此刻，我欢喜，我陶醉，好像我只要把计算公式啪啪啪甩出来，相对论就倒了，现代物理就倒了。废话少说，开算： 我的天，自洽得严丝合缝，完全符合。我晕，我怀疑人生，是我这个老家伙思维僵化，无法理解吗？这是宇宙的真实存在吗？我怀疑宇宙。 会不会是某种原因造成的抵消？试试把返回的速度改成u， 。。。。。。木有用。怎么办？ 图3： 噢，是相等的，有点小尴尬，嘿嘿。我似乎听到轻松又愉悦的笑声。嗯嗯，蛋定。 A看见B红移结束的时间为B到达天体时发出的光，这个光再以光速运动，到达A时，A看见B光的红移结束，开始看见蓝移。 A看见B红移的结束时间为B到达天体时发出的光，这个光再以光速运动，到达A时，A看见B光的红移结束，开始看见蓝移。 A看见B红移的结束时间为B到达天体时发出的光，这个光再以光速运动，到达A时，A看见B光的红移结束，开始看见蓝移。 重要的事情要说三遍，如有必要，请再看下图2。 |