简单说就是两个生活在地球上的同胞兄弟,哥哥坐上火箭以明显具有相对论效应的速度飞向宇宙,等哥哥返回地球的时候,发现弟弟已经老了,而自己还年轻。
这事儿之所以会是“佯谬”,原因是从哥哥作为参考系看,是弟弟所在的地球在动,在快速远离自己,所以应该是弟弟变年轻。而从弟弟的角度看,是哥哥在动,所以使哥哥变年轻。
两者相互矛盾,故是佯谬。
但事实是,哥哥回到地球的时候他确实变年轻了。
这便是大家耳熟能详的以光速航行,时间流速停止的说法。
可事实是,举双生子佯谬例子的人从来不告诉我们,两者的时间流速变化是什么时候出现的,也从未告诉我们,所谓的哥哥回到地球只是回到地球,他们从未告诉我们,所谓“回到地球”到底是抵达地球就算完事了,还是回到地球后把自己的速度降下来与地球相同,然后让自己的本征时间轴和弟弟本征时间轴再次重合。
两者是不一样的,双胞胎兄弟之间的时间流速变化也不是我们一直以为的,在亚光速航行过程中发生,而是加减速过程中发生。
先说结论,在双生子佯谬中,假如哥哥以0.6倍光速前往一颗距离地球6光年的A星,然后再以同样速度返回地球,那么他回到地球的时候,在地球上生活的弟弟的时间过去了20年,而哥哥的时间则过去16年。
哥哥时间变慢的过程发生在,他从地球上加速到0.6倍光速的过程,以及抵达A星之后,从0.6倍光速减速到0再加速到0.6倍光速的过程。前一个0.6倍光速使得哥哥远离弟弟,后一个速度使他靠近弟弟,所以这两个速度其实是一正一负。
而哥哥抵达A星后转向的过程,实际上就是加速度方向变化的过程,重点便在此处。哥哥在掉头的过程中,如果哥哥这个掉头是瞬间完成的话,那么他掉头完成的那一刻,地球上的弟弟立刻会度过7.2年时间。
在这个过程中,哥哥的世界线会扫过弟弟的时间轴,长度是7.2年。
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