相对论的一个悖论？

Question

如果一艘飞船接近光速远离地球，那么据相对论推断飞船上时间变慢(钟慢效应)，对于此时飞船上的人，地球也在飞快远离他，地球上的时间在变慢，那么时间岂不没有变慢？怎么会有双生子悖论？

根据广义相对论，在不同参考系中，物理规律都是相同的，所以物体的相对运动应该成立。

谁帮我解决一下
我希望能有些自己的观点

Answer 1

“相对”这个词很重要
时间不是绝对的，也就是说没有对每一个物体都一样的“绝对时间”
时间的相对的，“每一个物体都有自己的时间测量”，也就是说每一个物体都“带着自己的一块表”。
这也就是说，如果你要研究相对论，那么无论什么时候你提到“时间”，都必须要说明是“谁的时间”，并且要时刻铭记没有一个统一的“绝对时间”。这一点听起来简单，但其实很难做到。
比如你上面说“那么时间岂不没有变慢？”这里的“时间”指的是谁的时间？如果不指定是谁的时间，那么这个“时间”毫无意义。
你说的“根据广义相对论，在不同参考系中，物理规律都是相同的，所以物体的相对运动应该成立。”这是对的。正因为这是对的，所以无论地球上的人还是飞船上的人都认为“对方的时间”变慢了，因为物理规律必须相同。

Answer 2

狭义相对论中的“钟慢效应”是相对的。如果你要比较飞船与地球上谁的时间更慢，你就要回到地球上来，那样，你就要做加速或者减速运动。而变速运动，不是狭义相对论讨论的范围。

广义相对论中，惯性力场与引力场是局部等价的，也就是说，当你的飞船加速或减速的时候，等价于它产生了重力。而重力场使时钟变慢是绝对的。

也就是说，如果你永远不回地球比较，那么地球上的人认为飞船上的时间变慢了，飞船上的人也可以认为地球上的时间变慢了。但是，如果你回到了地球，你就必须要经历一段变速运动，那么，在变速运动产生的惯性力场中，你的时间就绝对地变慢了。

Answer 3

正统的解释，很多科普书都有，这里只说个人的一点其他见解。

时率是整个宇宙物理作用下的一个性质，有一个宏观的“本底”，因此，将地球与近光速飞船孤立出来比较“相对时间”，会犯了“绝对时空”的错误，自然找不到问题的关键所在。这是很多人在理解相对论的实际问题时容易犯的错误。

在这个实际问题里，地球系统相对宇宙的“本底”而言可以粗略认为是等同的，时率也相对稳定。
近光速飞船，如果要与地球比较时率，需要有始末两个接触点，在接触点处，其运动状态与地球相似。因而，它有一个相对的加速，高速，减速过程，这相对地球或“本底”而言会产生时率变化。而它对“本底”时率的影响可忽略。

按广义相对论，变速过程中时率会变慢，按狭义相对论，高速运动时率也会变慢。

因此，与地球的稳定时率相比，近光速飞船飞行过程中的时率都变慢了。

这种时率变慢的效应，已被粒子加速器中近光速运动的衰变粒子证实，其半衰期变长了。

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不要以为宏观的“本底”时率，是“绝对时空”观的表现。
恰恰相反，离开宇宙系统，谈时间，才应了“绝对时空”观。

实际时间的相对性，不能只考虑两个运动物体间的相对，还需要考虑与宇宙本底的相对，因为我们的实际时间系统，是受整个宇宙影响的。

所以，相对论的实际问题，必需得考虑宇宙的本底。而理想化孤立系统的相对论问题，是无法用实验来检验的，因为我们只存在一套实际时间系统。——这就是楼主提问题的所在了。

相对论的双生子佯谬，是将地球与光速飞船从宇宙本底中孤立出来而产生的，实质是用“绝对时空”观来理解相对论而导致的错误。

若只考虑两个孤立物体的理想实验，得用另一套孤立的理想时间系统，而且只能用理论来推测。

在理论上，两个孤立物体的时率，不接触比对是没意义的，而在接触比对下则不再孤立，成为一个共同系统，有本底时率，有相对时间。

Answer 4

相对论诞生后，曾经有一个令人极感兴趣的疑难问题---双生子佯谬。一对双生子A和B，A在地球上，B乘火箭去做星际旅行，经过漫长岁月返回地球。爱因斯坦由相对论断言，二人经历的时间不同，重逢时B将比A年轻。许多人有疑问，认为A看B在运动，B看A也在运动，为什么不能是A比B年轻呢?由于地球可近似为惯性系，B要经历加速与减速过程，是变加速运动参考系，真正讨论起来非常复杂，因此这个爱因斯坦早已讨论清楚的问题被许多人误认为相对论是自相矛盾的理论。如果用时空图和世界线的概念讨论此问题就简便多了，只是要用到许多数学知识和公式。在此只是用语言来描述一种最简单的情形。不过只用语言无法更详细说明细节，有兴趣的请参考一些相对论书籍。我们的结论是，无论在那个参考系中，B都比A年轻。因为B是经过加速的，你看刚开始在地球上，于A的相对速度为0，而后来速度接近光速了（注意是接近）。很明显是变速运动了，所以这样以来就不能说是 “认为A看B在运动，B看A也在运动，为什么不能是A比B年轻呢?”这句话根本就是对相对论错误的理解。而且B的年轻是相对于A的，对于他本人来说是不存在多活多少时间这么一说的。
为使问题简化，只讨论这种情形，火箭经过极短时间加速到亚光速，飞行一段时间后，用极短时间掉头，又飞行一段时间，用极短时间减速与地球相遇。这样处理的目的是略去加速和减速造成的影响。在地球参考系中很好讨论，火箭始终是动钟，重逢时B比A年轻。在火箭参考系内，地球在匀速过程中是动钟，时间进程比火箭内慢，但最关键的地方是火箭掉头的过程。在掉头过程中，地球由火箭后方很远的地方经过极短的时间划过半个圆周，到达火箭的前方很远的地方。这是一个"超光速"过程。只是这种超光速与相对论并不矛盾，这种"超光速"并不能传递任何信息，不是真正意义上的超光速。如果没有这个掉头过程，火箭与地球就不能相遇，由于不同的参考系没有统一的时间，因此无法比较他们的年龄，只有在他们相遇时才可以比较。火箭掉头后，B不能直接接受A的信息，因为信息传递需要时间。B看到的实际过程是在掉头过程中，地球的时间进度猛地加快了。在B看来，A先是比B年轻，接着在掉头时迅速衰老，返航时，A又比自己衰老的慢了。重逢时，自己仍比A年轻。也就是说，相对论不存在逻辑上的矛盾。

参考资料：http://baike.baidu.com/view/4243.htm

Answer 5

同意十楼观点！
所谓双生子佯谬是在二者分开期间，“同时”具有相对性。而确定双生子孰老孰少则需要将二者再放到一起才能比较，即需要飞船上的人回到地球或是地球上的人追上飞船。这样就必须经过一个如十楼所说的“变速”过程，在这个过程中二者的时间将会“赶齐”。即无论飞船多快时间怎么延缓，只要二者再重新见面，他们就必须改变速度回到原来的维度上来，这样两人还是一样大。

Answer 6

思维敏捷强！
好象相对论的光速是以地面为参考系[我知道光速唯一]
火箭的速度是相对地面才能计算出光速[我说的是指远离地球的速度是光速]
时间也是一个相对的说法
时间的变慢也是相对与一个特定的参考系
地球远离的速度达到光速时间变慢是相对与火箭来说的
[个人意见]
希望有位物理高手点评下