关于相对论的一个不解疑惑

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/25 07:13:58
我刚开始入门相对论,可是有一点非常不解。举个例子:
一辆高速飞船从地球起飞,飞船有两部分,A和B。起飞前在地上、A、B分别放三个相同的,调零的钟。
飞船起飞,立刻加速到高速v1(相对地面),AB立刻分离,A速度不变,B立刻改变速度到-v1(即相对于地,以A的速度大小朝反方向飞行)。
经过一段时间后,读出地球上钟的逝去时间为t地,以及A、B上的时间tA和tB。
请问tA和tB以及t地的大小关系。
注意:立刻这个词。
还有好多人觉得tA,tB是相同的,可AB相对速度为2v啊!这里是最想不通的。
请指教,最好能帮我指正思维上的错误。
答得好的再加分!谢谢!!

这里需要明确,经历时间的多少或说时间流逝的快慢对于不同的参照系来说是不一样的,也就是时间具有相对性,时间的测量相对于不同参照系结果是不同的。
在这个问题中,由于假设是“立刻”变速的理想情形,所以我们可以不考虑广义相对论所揭示的加速过程对时间的延缓效应,而只考虑狭义相对论的动钟变慢效应。
从地面上看,地球上钟的逝去时间为t,而读出此时A、B上的时间分别为tA和tB,并且由于A、B速度大小相同,有
tA=tB=t√[1-v1²/c²]<t.

而从飞船上看,结果则不同,因为当飞船上时间为tA和tB时测量到的地球时刻t'与地球自身测得的时刻t是不一致的,属于从不同参照系观测的不同事件的时刻。
如以A为参照系观测,地球上的钟为动钟,由于相对速度大小为v1,故时间为
t'(A)=tA√[1-v1²/c²]<tA<t,
B上的钟为动钟,由于根据相对论速度合成公式,相对速度大小为
v2=(v1+v1)/(1+v1²/c²)=2v1/(1+v1²/c²)>v1,
故时间为
tB'=tA√[1-v2²/c²]<t'(A)<tA<t.

同样,如以B为参照系观测,地球上的钟为动钟,由于相对速度大小为v1,故时间为
t'(B)=tB√[1-v1²/c²]<tB<t,
A上的钟为动钟,由于根据相对论速度合成公式,相对速度大小为
v3=(v1+v1)/(1+v1²/c²)=2v1/(1+v1²/c²)=v2<2v1,
故时间为
tA'=tB√[1-v2²/c²]<t'(B)<tB<t.

综上,从不同参照系中读出的时间具有如下大小关系:
t>tA=tB>t'(A)=t'(B)>tA'=tB'.

光速不变吗,同时