《三体Ⅲ》中相对论导致的时间变慢怎么理解?

首先,在绕地球飞行的卫星上放置原子钟来验证广义相对论,
这个应该已经是实验证实了的无误吧。

然后具体来看三体里提到的相对论导致的时间变慢:
不考虑光速变化等情境设定,书中对于钟慢效应的阐述感觉应该是可以发生的? 书里的描述大意是说:

程心飞回去找云天明的时候,飞船以 “减速后的光速” 绕蓝星飞了十几个小时还是十几天,下来后发现云天明和艾AA已经度过了幸福的一生,地上已经过了1800万年。

那么,如果这1800万年间星球上都有观测者的话,在这1800万年中他们都会观察到有一艘飞船在绕着星球以光速转圈吗? (总觉得很诡异啊)
纯按理论,如果飞船不撞上东西 那么这个情景是可能的吗?(如果撞上东西的话会怎么样,总感觉撞上东西的可能性很大)

@张轩中

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3个答案
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章鱼喵.时见疏星理论物理专业,西夏文爱好者

2013-03-14 17:15

(关于黑域中的物理,大刘有很多地方没有设定好,比较准确的设定可以看看大刘这个黑域的来源,猎户座前线 这篇小说。)

这个就是双生子佯谬[1]。飞船减速后回到地面,确实是比地面上的云和程要年轻。定性的看这个没有问题,粗略算的话也不需要广义相对论,只是需要算上飞船的四加速。

如果建立一个简单的模型的话,跟双生子佯谬是完全相同的,时空图[2]就是下面这样。

http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8F%8C%E7%94%9F%E5%AD%90%E4%BD%AF%E8%B0%AChttp://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8F%8C%E7%94%9F%E5%AD%90%E4%BD%AF%E8%B0%AC)


上面图中所示的就是飞船上的时间和地面的时间的差异的原因,即飞船有个加速减速的过程。


可以这么简单的说,在双生子佯谬中,有四加速的兄弟年轻些,这里飞船加减速的过程就是有四加速的过程。

(需要详解请评论,因为展开比较麻烦,看情况吧。)


[1] http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8F%8C%E7%94%9F%E5%AD%90%E4%BD%AF%E8%B0%AC
[2] 时空图是啥?就是一个横轴是空间坐标,纵轴是时间的一个图,跟以前高中用的 v-t 图类似,只是有些琐碎的问题需要注意。(http://zh.wikipedia.org/zh-cn/%E9%97%B5%E5%8F%AF%E5%A4%AB%E6%96%AF%E5%9F%BA%E5%9B%BEhttp://zh.wikipedia.org/zh-cn/%E9%97%B5%E5%8F%AF%E5%A4%AB%E6%96%AF%E5%9F%BA%E5%9B%BE)


P.S.,

这里忽略了引力的作用。引力作用不大,暂不计算入内。

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芒果罐头狸物理化学专业博士

2012-08-08 20:29
支持者: 果丹皮DP

这个例子有待商榷,因为他居然是以光速做圆周运动,这里就有加速场存在,狭义相对论不适用。如果仅讨论狭义相对论,时间变慢的前提是光速对于任何参照系不变,然后做个简单推导就有了。如果楼主要理解的话我举个例子,假设一个飞船以非常接近光速运行,他的船员向前打出一束光,对于飞船的船员,这束光以光速前进,一会就跑到飞船前面很远的地方了。对于地球人,光只比飞船快一点点,所以那束光就像是粘到了飞船上,很久才会跑到飞船前面。结论就是我们看飞船时间变慢了。注意的是同时飞船看我们也时间变慢了,而不是加快,理由同上。时间只是个相对量,取决于光进入我们眼睛的间隔,没有绝对时间。

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张轩中相对论专业硕士,科普作家

2013-05-31 09:32

看看我的视频 在北师大的那个演讲 youku上有

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