孿生子佯謬新觀:年長的孿生子更年輕

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【大紀元7月22日訊】(大紀元記者王建明編譯報導)學習過相對論的人一定不會忘記著名的孿生子佯謬論:兩個孿生子同時在地球上出生。其中一個留在地球上,而另一個乘坐火箭不停的加速前往外太空,周遊幾年後再回到地球。如果您還記得,在相對論101的課上學到的是,由於加速度的關係,飛往外太空的雙胞胎的時間會變慢,因此,當他回到地球上的時候,會比留在地球上的雙胞胎年輕。

然而,據瑞典歌德堡大學(Goteborg University)物理學家阿布拉姆維奇(Marek Abramowicz)以及波蘭哥白尼天文中心(Nicolaus Copernicus Astronomical Center)天文學家巴吉特里克(Stanislaw Bajtlik)日前推出的另一個孿生子佯謬理論指出,呆在地球上、原本應該更老的孿生子反而可能會更年輕,而乘坐火箭前往外太空的孿生子會更老。

兩位研究人員指出:「大家都知道,受到加速的孿生子會更年輕,但是我們的理論卻正好相反。這是很驚人的。」

他們介紹說,傳統的孿生子佯謬的解釋只是他們理論的一個局部理論而已,而兩名科學家所推出的新理論是更加廣泛的。

阿布拉姆維奇與吉特里克指出,時間上的區別其實與加速無關,而與所在的時空位置有關。相反,歲數的不同可以完全用一個函數推算:兩個孿生子都相對一個絕對靜止參考系的速度。

阿布拉姆維奇與吉特里克所舉出的反例是:假設兩個孿生子都圍繞著一個擁有巨大質量的物質週轉。孿生子A相對巨大質量的物質停止不動,因此速度等於零但是加速不等於零;B按照勻速圍繞著巨大質量的物質週轉,速度不等於零但是加速等於零。在這樣的條件下,A受到加速,但是B沒有受到加速,因此,B要比A年輕。

在讓A和B圍繞的物質的質量開始減少的情況下,B將與A一樣感受到加速。這樣一來,兩個孿生子之間的原時(proper time)從簡單的速度就可以推算,而與加速度無關。既然這樣,B的速度仍然比A大,那麼B還是比A年輕。

只需要讓兩者圍繞的物質的質量趨向零,我們就回到了原來一開始的孿生子佯謬。兩名科學家解釋說,B還是比A年輕,但是解釋這時就回到了大家所熟悉的加速度,而不是速度問題。

「有了質量,時間和空間的曲率就不是零了,這個曲率能夠決定這個系統的絕對靜止參考系。在Minkowski四維空間卻沒有這類參考系,因此無法從絕對角度知道哪一個孿生子的速度比較快。」

兩名研究人員也承認,這不是第一個使用速度來解釋孿生子佯謬的理論。在過去,已經有科學家提出類似的結論。阿布拉姆維奇與吉特里克說,這樣的解釋能夠在任何可以使用時空絕對值衡量孿生子速度的體系內成立。
(http://www.dajiyuan.com)

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