Question

关于相对论的小问题。

发射一枚亚光速火箭，运动一段距离后减速停下，不返回。发射处与火箭均有一钟，问两钟时间是否相同。
我的看法是，发射处与火箭上钟的地位等价，又最后速度相同，处于同一参照系，因此时间应该相同。
若时间相同，可控制匀速运动时间，改变匀速运动中从某一钟看来对方慢的时间，使得在加减速时间中相对改变时间不同，这里出现矛盾。
请高手指出问题。
不相遇也可比较时间，如时钟到某一时刻点就放出一脉冲等

在仅有两个物体的情况下，选取不同的物体，获得加速度，即处于引力场中的物体也不同，两个钟的地位仍等价。
并非双生子佯谬。

Answer 1

简单来说，由于这两个不处在同地，此问题并无太大意义。

为了方便说明，假设火箭从地球飞到火星，忽略火星与地球间的相对运动，地球上有一个钟一早和火星上的钟对准了，然后这两钟始终保持相对静止，飞船出发时和地球上的种对准，则飞船到达火星并停下时，由于加减速的效应，飞船上的钟将比火星上的这个钟指的时刻慢，当然此时可以用光信号和地球对钟，也能得到此时飞船上的指针落后于地球的结论，但后面这个结论意义并不太大，因为此时地球上的钟和飞船上的种是类时间隔，则在飞船发出对钟信号后，若地球上的钟的运动状态发生显著变化的话，比如此时这个钟被装到另一个飞船里反方向亚光速飞行出去，就会影响此对钟结果。而与火星上的钟的对钟结果则是完全由之前两钟的运动状态决定下来的。

参照系的问题，很简单，你设想的宇宙中只有两个物体本来就不是真实情况。还是套用广义相对论说得比较清楚，时空的性质是由物质分布决定的，狭义相对论可以成立的惯性系是由于真实宇宙的物质分布决定了其中比如说地球可以看成一个近似惯性系，相对的，和其有加减速的飞船不能作为惯性系考虑（从狭义相对论角度也可以说明，在地球参照系中有牛顿第一定律和麦克斯韦方程组近似成立，而在飞船参照系中在加减速过程中这些规律将违反）。抛开宇宙中其他物体孤立的想只有两个物体会如何如何只是钟想当然的做法。

追问

以飞船为惯性系，上面的钟始终静止，地球假设不转动，则地球经历加速。
且这本身为理想实验，没有什么想当然不想当然的说法。
时间比较当然要处于相对静止时才可进行，你说的什么反方向运动影响结果完全未理解我的问题。

追答

所以我告诉你了啊，狭义相对论要成立，必然要求惯性系。
惯性系是什么？牛顿第一运动定律成立或者麦克斯韦方程组成立的参照系，不是你说飞船是它就是的，这要根据在飞船中做力学电学实验观测来的。
你可以抛弃惯性系想法，那就必须从广义相对论的角度来看，计入不同时空曲率的影响，同样不是你说飞船是平直时空它就是的，最终结论还是不会变。

而且我已经回答过你了，如果要静止对钟，那毫无疑问是飞船的钟慢，至于之后说的，我只是告诉你这个问题本质上毫无意义。

至于只考虑两个物体的所谓“理想实验”为什么站不住脚，你可以从爱因斯坦对于“惯性”的阐述就知道了，也就是马勒原理，惯性的起源是宇宙中其他物质共同作用的结果，抛弃宇宙中其他物体而奢谈“如果宇宙之只有两个物体会怎样怎样”是可笑的，荒谬的。

Answer 2

由于火箭经历了两次强引力场，所以时间与地面不同。
F＝ma，这是学过物理的人都能倒背如流的公式。有人说这个公式在相对论物理学中不成立了，那是对相对论的误解。
在相对论中有两个与此公式等价的事物，一是引力场强度等价于加速度。二是时空弯曲与加速度等价。
引力场与加速度等价很好理解，因为只要把公式换个写法就知道了：a＝F/m加速度等于单位质量所受的引力。
时空弯曲与加速度等价要通过坐标的变换来说明，要画太多图了，这里就略过了，但是可以通过另一个公式得到时间的公式：a＝v/t，变换一下得到t ＝v/a，我们知道在相对论中单独一个物体是不存在速度的，这里的速度是一个与速度的量纲相同且恒定不变的常数，那就是c，所以时间公式的形式为：t＝c/a也就是说，加速度（或者说引力场强度）决定了时间的快慢，也就是时空的弯曲度。
注意这里的“公式”不是实用公式，而是量纲式。也就是说，得到的是物理量之间的关系，不是数值计算。实际的数值计算要根据实验引入当的因子。因为我们用的单位是人为定义的。

火箭加速过程就是时空弯曲的状态，时间会因此而变慢。

追问

以火箭为参照体，地球经历了两次加速过程。
仍是对称。

追答

对，所以相对的时间发生了变化，各自带着的时钟已不是出发时的相同的时间了。
我最近回答过一个有关时空的问题，里面谈了时空的伸缩和弯曲的问题。有兴趣可以查看一下。

加速度、引力场、时空弯曲是相同的概念。因此只要有加速度，时间就会发生变化。
但是加速度并不是简单的相对观测的现象，而是包含力的作用。
火箭或飞船改变速度时，内部的所有有质量的实体物质都一定受到了力的作用。否则它不会突然停止。
虽然相对飞船，地球也有相同的加速度，但是，地球上的质量却没有受那么大的力。

Answer 3

火箭上的钟表在火箭加速的时候比发射处的钟表要慢，火箭上的钟表在火箭减速的时候比发射处的钟表要快。最后，减少的与增加的是不是刚好抵消？得看你加速与减速时的加速度的大小是不是相等。
结论：不相遇的两钟表无法进行跨时空比较（除非，如果上帝有这个能力比较，且肯告诉我们）。
且，引力场强度不同的地方，时间的尺度也不相同。当罗列一大堆直觉上假设来说明你的观点时，其实这就不是科学了，应该叫什么呢，我也不清楚。

追问

可比较。例如计算出火箭停止位置，由在两者位置中间的空间站接受火箭停止后时钟发来的信号。空间站时间与地球时间一致，进行计算后即可得出火箭时间

追答

空间站时间与地球时间一致？又是假设吧
空间站的时间是不可能与地球地面上的时间一致的，且不存在时空的统一惯性坐标系，也就是说不能把空间上不同的两个点的坐标系统一起来，且它们的时间彼此没有关联，强制把它们联系起来没有意义

追问

依照你的说法，任何不同地点发生的无因果事件发生先后也无意义？显然错误。
对于相对于两事件静止的，处于同一惯性系的观测者来说，显然是可以比较出两事件发生的先后的。
考虑以下，在两事件发生地中间有有一观测者，相对于两事件发生地静止。例如雷光击中铁轨。
若观测者同时看到两道雷光，我们说这两件事同时发生。
利用同样方法，可以比较不同位置的两钟的时间。

Answer 4

加速过程产生相对论效应，减速过程也会产生。
另外，不说观察者而讨论是否同时的问题是没有意义的，约定某一时刻发送脉冲也不能验证是否同时呀