Question

根据狭义相对论。飞船以80%光速飞行。飞船内与外观测有各自有不同的时间。 船外时钟观看1秒。船内的

根据狭义相对论。飞船以80%光速飞行。飞船内与外观测有各自有不同的时间。 船外时钟观看1秒。船内的时钟只得0.6秒。船内观测到底是几多秒

Answer 1

如果飞船相对船外的人以0.8c的速度运动时，船外的人测量船上的时间是1秒，船内的人自己观测到的时间就是0.6秒。

A是一个相对O以速度v运动的飞船。O是船外观测者。

A上有一光子钟，光子在AB这间往复运动。

当A正好运动到和O重合的位置时，光子正好从A向B运动。

在A看，光子运动的路程是ct' ，在O看，光子的路程是ct ，并且在t时间内飞船移动了vt 的距离。

 

ct'、vt、ct 三者的关系是勾股定理。

(ct')²＋(vt)²＝(ct)²

把v²t²移到右边就得：c²t'²＝t²(c²－v²)

两边除以c²就得：t'²＝t²(1－v²/c²)

两边开方就是：t'＝t√(1－v²/c²)

 

t  是船外人看船上的光子钟的光子摆动用的时间。

t' 是船内的人看到的光子摆动用的时间。

当相对速度是0.8c时：√(1－v²/c²)＝0.6

船外的人看到船上的时间t 是1秒的话，船内人看到的时间就是0.6秒。

 

运动是相对的，所以相对速度不同看到的时间就会不同，不是船上的时间变慢了，而是观测者的观测值受速度的影响变快了。但是我们平时站在观测者的角度说，习惯上还是说船上的时间变慢了。

从上面的图中可以看到，速度v的快慢对船上的观测者看到的ct' 没任何影响，受影响的只是ct 。

Answer 2

当船外人看自己的时钟走过1秒的时间里，他会看到飞船内部的时钟只走了0.6秒；当飞船内的人看飞船内的时钟走过1秒的时间里，他会看到飞船外的时钟只走了0.6秒——这就是时间的相对性！谁都认为是运动的时钟走慢了！谁慢谁快随不同的人有不同的看法！相对论中的观测者及其所在的惯性系很重要，当我们描述一个现象时，一定要明确这是哪位观察者说的，这位观察者相对于哪个惯性系静止（暂不考虑广义相对论所涉及的非惯性系）。如果这两者中的一个不明确，那描述就可能是无意义的；如果这两者都不明确，那描述肯定毫无意义。不同观察者的描述可以大相径庭，但彼此却又没有内在的矛盾，还可以通过洛仑兹变换相互“翻译”。就像一个立方体，你从一个侧面正对着看过去是一个正方形，转一个角度就变成了两个矩形，再转一个角度还可能是三个菱形。这三种不同形状的描述哪个对？都对！这里的旋转角度的变换，与上述的洛仑兹变换的作用是类似的。