孪生子佯谬新观:年长的孪生子更年轻

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【大纪元7月22日讯】(大纪元记者王建明编译报导)学习过相对论的人一定不会忘记著名的孪生子佯谬论:两个孪生子同时在地球上出生。其中一个留在地球上,而另一个乘坐火箭不停的加速前往外太空,周游几年后再回到地球。如果您还记得,在相对论101的课上学到的是,由于加速度的关系,飞往外太空的双胞胎的时间会变慢,因此,当他回到地球上的时候,会比留在地球上的双胞胎年轻。

然而,据瑞典歌德堡大学(Goteborg University)物理学家阿布拉姆维奇(Marek Abramowicz)以及波兰哥白尼天文中心(Nicolaus Copernicus Astronomical Center)天文学家巴吉特里克(Stanislaw Bajtlik)日前推出的另一个孪生子佯谬理论指出,呆在地球上、原本应该更老的孪生子反而可能会更年轻,而乘坐火箭前往外太空的孪生子会更老。

两位研究人员指出:“大家都知道,受到加速的孪生子会更年轻,但是我们的理论却正好相反。这是很惊人的。”

他们介绍说,传统的孪生子佯谬的解释只是他们理论的一个局部理论而已,而两名科学家所推出的新理论是更加广泛的。

阿布拉姆维奇与吉特里克指出,时间上的区别其实与加速无关,而与所在的时空位置有关。相反,岁数的不同可以完全用一个函数推算:两个孪生子都相对一个绝对静止参考系的速度。

阿布拉姆维奇与吉特里克所举出的反例是:假设两个孪生子都围绕着一个拥有巨大质量的物质周转。孪生子A相对巨大质量的物质停止不动,因此速度等于零但是加速不等于零;B按照匀速围绕着巨大质量的物质周转,速度不等于零但是加速等于零。在这样的条件下,A受到加速,但是B没有受到加速,因此,B要比A年轻。

在让A和B围绕的物质的质量开始减少的情况下,B将与A一样感受到加速。这样一来,两个孪生子之间的原时(proper time)从简单的速度就可以推算,而与加速度无关。既然这样,B的速度仍然比A大,那么B还是比A年轻。

只需要让两者围绕的物质的质量趋向零,我们就回到了原来一开始的孪生子佯谬。两名科学家解释说,B还是比A年轻,但是解释这时就回到了大家所熟悉的加速度,而不是速度问题。

“有了质量,时间和空间的曲率就不是零了,这个曲率能够决定这个系统的绝对静止参考系。在Minkowski四维空间却没有这类参考系,因此无法从绝对角度知道哪一个孪生子的速度比较快。”

两名研究人员也承认,这不是第一个使用速度来解释孪生子佯谬的理论。在过去,已经有科学家提出类似的结论。阿布拉姆维奇与吉特里克说,这样的解释能够在任何可以使用时空绝对值衡量孪生子速度的体系内成立。
(http://www.dajiyuan.com)

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