상대성 이론의 현상은 앞으로 현실이 될 것인가?

문자 문제로

물리학 연구에서 사람들은 많은 역설을 제기했다. 역설을 제기하는 목적은 연구한 문제를 첨예하게 하여 이론의 기본 개념을 더욱 명확히 하거나, 논리 논증에 어떤 착오가 있는지, 어떤 가설을 암시하고 있는지, 혹은 다른 중요한 요소를 간과할 수 있도록 하는 것이다. 특수 상대성 이론에 대해서는' 쌍둥이 역설' 과' 아버지와 손자의 역설' (초광속 운동으로 인한 시간 역류나 인과반전 문제) 이라는 두 가지 역설을 제기한 적이 있다. 쌍생자 역설' 은 협의상대성론이 광의상대성론까지 확대된 후 해결되고,' 아버지와 손자의 역설' 은 이 글에서 논의한 협의상대성론의 진일보한 보급에서 해결될 것이다.

첫째, 쌍둥이 역설

두 쌍둥이 형제 갑과 을 상상해 보십시오. 갑은 우주선을 타고 우주여행을 하고 을은 땅에 남아 갑을 기다리고 있습니다. 갑이 탄 우주선은 매우 짧은 시간 내에 속도 V (속도 V 가 광속 C 에 가깝다) 로 가속된다. 그런 다음 우주선은 속도 V 를 일정한 속도로 직선으로 비행했고, 우주선이 오랫동안 비행한 후 빠르게 방향을 돌리고 속도 V 를 일정한 속도로 계속 날았다. 지상으로 돌아올 때 긴급히 감속하여 착륙하고, 줄곧 지면에 있던 을과 합류한다. 갑은 시동, 회전, 감속 착륙의 3 기간에만 가속도가 있고, 나머지 대부분의 시간은 등속 직선 비행을 하며, 협의상대성론이 적용되는 관성계에 있다.

제 1 장에 따라 로렌츠 변환에서 파생된 모션의 시계가 느려지는 관계

여기서 △t 는 관성계 S 의 정지된 시계가 지나가는 시간이고, △t/ 는 S 계를 기준으로 속도 V 로 움직이는 관성계 S/ 의 정지된 시계가 지나가는 시간입니다.

갑이 시작되고, 방향을 돌리고, 착륙을 늦추는 시간이 짧기 때문에, 이 세 기간을 생략하면

갑승선이 우주선을 타고 우주비행을 하는 데 걸린 시간이 있고, T 는 을이 지구에서 갑승선을 타고 우주비행을 하는 동안 보낸 시간이다. 즉 갑이 고속 우주여행을 하다가 돌아왔을 때 을비갑이 늙었다는 것을 발견했다.

우주선의 속도가 광속 C 에 매우 가깝다면 상대성론 효과는 매우 분명할 것이다. 만약 v = 0.9999c 라면 T = 70.71 τ이다. 이 쌍둥이 형제가 스무 살 때 갑이 우주선을 타고 우주 비행을 한 것처럼 갑은 비행 시간이 겨우 1 년밖에 되지 않았다고 생각했는데, 그가 땅으로 돌아왔을 때 갑은 겨우 21 세였지만, 을은 오히려 90 대 노인이 되었다는 것을 알게 되었다. 즉 을비갑이 많이 늙었다는 것이다. (알버트 아인슈타인, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 남녀명언)

그러나, 위의 상황은 또 다른 각도에서 고찰할 수 있다. 즉, 우주선을 탄 갑에게 갑은 우주선에서 움직이지 않고, 갑은 을을 매우 짧은 시간 내에 반대 방향으로 가속하는 것을 보고, 그리고 을은 속도 V 로 등속 직선 비행을 하고, 을비행은 오랜 시간이 지난 후 빠르게 방향을 돌리고, 속도 V 로 등속 직선 비행을 계속하여 갑과 합류할 때 긴급히 감속되는 것을 보았다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 스포츠명언) 갑의 관점에서, 을은 시동, 회전, 감속의 3 기간에만 가속도가 있고, 나머지 대부분의 시간은 등속 직선 비행을 하고 있으며, 협의상대성론에도 적용되는 관성계에 있다. 따라서 갑의 경우, 을시동, 회전, 감속을 생략하면 (이 세 기간이 비교적 짧기 때문), 을이 우주선을 떠나는 동안, 을이 보낸 시간/갑이 보낸 시간 T/ 도 다음과 같은 관계가 있어야 한다

이렇게 갑을 만났을 때 갑이 을보다 늙었다. B 가 등속 직선 비행을 하는 속도가 v = 0.9999c 인 것처럼 을 () 가 갑을 떠난 지 1 년 만에 갑을 만났을 때 을은 겨우 21 세였지만 갑이 90 대 노인이 된 것을 발견했다. 즉 갑이 을보다 훨씬 늙었다는 것이다.

볼 수 있듯이, 다른 각도에서 그 결론을 분석하는 것은 다르고 모순적이다. 과연 을비갑이 많이 늙었나요, 아니면 갑비갑이 많이 늙었나요? 아니면 둘 다 틀렸을까, 두 사람은 똑같이 젊어야 할까? 이 명제를' 쌍둥이 역설' 이라고 부른다.

"쌍둥이 역설" 은 오랫동안 논란을 불러일으켰다. 아인슈타인은 1918 년 문장 한 편을 전문적으로 써서 방문객과 본인 문답으로' 쌍둥이 역설' 의 문제점을 설명하였다.' 쌍둥이 역설' 문제가 비로소 해결되었다. (윌리엄 셰익스피어, 쌍둥이 역설, 쌍둥이 역설, 쌍둥이 역설, 쌍둥이 역설, 쌍둥이 역설, 쌍둥이 역설, 쌍둥이 역설)

응답 시간 2007-08-17 21: 56

또 다른 답은 최근 일부 과학자들이 빛의 속도에 도달할 수 있는 물질을 발견했다는 점이다. 아인슈타인의 좁은 상대성론에 따라 계속 탐구하면 시공간을 가로지르는 것이 현실이 될 수 있다

CharAcTer♀ 응답 시간 2007-08-17 21: 26

사람들은' 쌍둥이 역설' 문제를 논의할 때 어떤 각도에서 생각하든 항상 좁은 상대성론을 적용하기 위해 시작, 회전, 감속 과정이 짧다고 생각하기 때문에 시작, 회전, 감속 과정을 소홀히 할 것이다. 그러나' 쌍둥이 역설' 문제의 관건은 바로 간과된 이 과정들이 초래한 것이다.

첫 번째 관점에서' 쌍둥이 역설' 문제를 고려할 때, 을은 지상에 남아 갑을 기다리고, 갑은 우주선을 타고 우주여행을 하고, 갑이 탄 우주선이 시동, 회전, 감속착륙을 하는 과정의 가속, 감속은 모두 을이 있는 관성계에 관한 것이므로, 이 과정은 부가적인 특수 효과가 없고, 이 과정의 시간도 짧기 때문이다. 두 번째 관점으로' 쌍둥이의 역설' 문제를 고려할 때 갑과 그가 탄 우주선이 움직이지 않고, 을은 갑과 갑이 탄 우주선을 떠날 때, 을 시작, 회전, 감속하는 과정의 가속, 감속은 갑이 있는 비관성계에 상대적이라고 생각한다. (윌리엄 셰익스피어, 윈스턴, 쌍둥이, 쌍둥이, 쌍둥이, 쌍둥이, 쌍둥이, 쌍둥이, 쌍둥이, 쌍둥이, 쌍둥이) 일반 상대성 이론의 등가 원리에 따르면, B 의 움직임을 조사하는 참조 시스템에는 중력장이 있는데, 갑과 을은 모두 이 중력장에 있지만 중력장에서의 위치가 다르기 때문에 중력장이 그들에게 미치는 영향도 다르다. B 가 시동 및 감속 착륙할 때 갑과 을은 거리가 가깝고, 그들의 중력장은 차이가 크지 않으며, 중력장이 그들의 시간의 흐름에 미치는 영향도 크지 않기 때문에 이 부분은 비교적 짧은 시간을 무시할 수 있다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 시간명언) 을의 방향을 바꿀 때 갑과 을의 거리가 매우 멀기 때문에 을의 중력장은 갑보다 훨씬 높다. 을의 시간을 갑보다 더 빨리 흐르게 하거나, 반대로 갑의 시간을 을보다 더 느리게 한다. 이 영향은 을 () 이 갑등속도 운동 중 속도 V 가 시간에 미치는 영향을 능가하여 을 () 비행에서 돌아와 갑과 합류할 때 을 () 는 여전히 갑보다 늙었다. 그래서 을조 과정은' 쌍둥이 역설' 문제를 고려할 때 무시할 수 없다. 일반 상대성 이론을 이용한 계산의 결과는 을의 시간 τ/갑과 보낸 시간 T/ 도 다음과 같은 관계

또는

을비행에서 돌아와 갑과 합류할 때 갑은 여전히 21 세, 을은 90 대였다.

1966 년 실험에서 μ자가 원형 궤도 주위를 고속으로 움직이는 것을 측정했을 때, 그 평균 수명은 지면에 정지된 뮤온의 평균 수명보다 길었다. 1971 년에는 위성에 놓고 지구를 돌고 있는 원자시계가 지면의 원자시계보다 느리게 걷는 현상이 또 관찰되었다. 이 실험들은 광의상대성론의 정확성을 증명하고 아인슈타인의' 쌍둥이 역설' 문제 논증의 정확성을 증명했다.

둘째, 아버지와 손자의 역설

사람들은 특수 상대성 이론의 좌표 변환을 연구하고 운동 속도 V 가 광속 C 를 초과하는 상황을 고려할 때 또' 아버지와 손자의 역설' 을 제기했다.

이전 섹션에서 우리는 두 사건의 시간 간격이 그들의 공간 위치와 이 두 사건을 조사하는 관성계 사이의 운동 상태와 관련이 있다는 것을 알고 있다.

그럼에도 불구하고, 두 사건의 선후순서는 절대적이어야 하며, 그들의 공간 위치와 이 두 사건을 조사하는 관성계 사이의 운동 상태가 다르기 때문에 바꿀 수 없다. 즉 상대성론은 여전히 논리적 관계의 인과법을 따라야 한다. 즉, 우주여행을 먼저 출발해야 하고, 다시 돌아와야 한다. (알버트 아인슈타인, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 우주여행명언) 농사를 지으려면 먼저 씨를 뿌리고 수확해야 하고, 사람은 먼저 태어나서 죽는다. 이런 고려에 근거하여, 사람들은 상대성론에 대해 다음과 같이 토론했다.

관성계 s/ 는 관성계 S 를 기준으로 속도 V 를 기준으로 일정한 속도로 직선 운동을 한다고 가정합니다. S 에는 P1(x1, t1) 과 P2(x2, T2) 가 있습니다. 이 두 가지 사항은 s/ 시스템의 좌표 (x1/, t1/) 와 (X2) 입니다.

로렌츠 변환에 따른 시간 변환 관계

이 두 사건을 고려한 인과관계는 두 관성계에서 변하지 않는다. 즉, 우선 순위가 변하지 않아

T2-t1gt；; 0; T2/-t1/gt; 0

그래서