On the Real and Apparent Positions of Moving Objects in Special Relativity: The Rockets-and-String and Pole-and-Barn Paradoxes Revisited and a New Paradox
本文讨论了运动物体在单一参考系中的真实位置与静止物体在一个惯性系中的视位置之间的区别,这是时空洛伦兹变换所预言的。我们发现,在火箭-弦佯谬中,弦保持无应力状态,不会断裂,而在谷仓-柱子佯谬中,柱子实际上从来没有装进谷仓。指出了洛伦兹-菲茨杰拉德收缩与狭义相对论的同时性的相对性性的密切关系,并指出了一个明显违反因果关系的悖论。
2007-11-30 physics.class-ph physics.gen-ph
The twin paradox in relativity revisited
相对论中孪生子悖论的公认解决方案是,当旅行的孪生子经历他的回转加速度时,惯性孪生子的年龄“跳跃”。这个分辨率是基于在加速孪星坐标系中使用等效引力位移。我们使用相同的分析,提出一个对称的双胞胎经历相同的加速和减速阶段的问题的变体,但预测相互矛盾的结果为年龄的其他双胞胎。我们还提出了一个明确的测试标准分辨率的基础上的庞德-Rebka实验。
2012-07-04 physics.class-ph physics.pop-ph
Special Theory of Relativity through the Doppler Effect
以多普勒效应为出发点,给出了狭义相对论的几个主要效应,如时间膨胀、长度收缩、速度相加和质能关系,并在能量和动量守恒的假设下,讨论了如何自然地引入4-动量。我们还用多普勒效应解释了“孪生佯谬”及其在圆柱体上的表现。作为副产品,我们讨论贝尔的宇宙飞船悖论,和洛伦兹变换在一维任意速度。
2006-05-24 physics.class-ph
Thomas rotation and Mocanu paradox -- not at all paradoxical
在非共线速度的情况下,爱因斯坦速度加法的非对易性似乎与互易原理产生了冲突。然而,托马斯轮换来拯救和悖论是避免。从狭义相对论的基本前提出发,证明了所谓的莫卡努佯谬的这种解决是完全自然的。
2009-07-26 physics.class-ph
Solution of Supplee's submarine paradox through special and general relativity
在1989年,Supplee描述了一个明显的相对论悖论,在这个悖论中,一艘潜艇在海洋中静止时,对观察者来说似乎是下沉的,但它似乎是漂浮在潜艇本身的框架中。在这封信中,我们表明,悖论产生于误用的阿基米德原理在相对论的情况下。首先考虑狭义相对论,我们证明了任何相对论力场都可以写成洛伦兹形式,因此它总是可以分解为\emph{static}(类电)和\emph{dynamic}(类磁)部分。这些重磁效应提供了一个相对论性的阿基米德原理公式,由此解释了这个悖论。此外,如果考虑到地球附近的弯曲时空,我们证明了地球施加在运动物体上的引力必须随着物体的速度而增加。潜艇的悖论,然后再次分析与速度相关的引力。
2017-01-26 gr-qc physics.class-ph
Mass, Time, and Clock (Twin) Paradox in Relativity Theory
原子钟是一种量子振荡器,它与德布罗意波概念相关联,本文旨在阐明作为原子钟主要特性的质量和时间量的运算意义。在量子术语中对时钟概念的规范反映了相对论质量和时间互补性的思想,这对于避免相对论条件下的“时间速率”,“时间记录”和“流逝时间”等概念的模糊性非常重要。我们使用这种方法在SRT Kinetics进行了详细的分析的时钟悖论,结果进行了讨论。研究还表明,在SRT动力学中,适当的质量必须受到闵可夫斯基力的作用,这将导致时钟频率的变化。
2006-03-21 physics.class-ph physics.gen-ph
A note on Dolby and Gull on radar time and the twin "paradox"
最近有人提出,双胞胎“悖论”中旅行双胞胎的超曲面的标准教科书表述是不正确的。这个建议是错误的:标准教科书与正确理解同步性的同时性的相对性是一致的。
2005-02-02 physics.class-ph
Time, Topology and the Twin Paradox
孪生子悖论是与爱因斯坦相对论相关的最著名的思想实验。一名宇航员乘坐高速火箭进入太空,回到家后发现他比留在地球上的双胞胎还年轻。这个结果似乎令人困惑,因为情况似乎是对称的,因为居家双胞胎可以被认为是相对于旅行者完成了旅行。因此,它被称为“悖论”。事实上,在无限平坦空间的狭义相对论中,并不存在矛盾,表观佯谬有一个简单的解决方案。在广义相对论(处理引力场和弯曲时空)中,或者在超球面或多连通有限空间等紧凑空间中,悖论更为复杂,但它的解决提供了关于时空结构和惯性参考系之间等效性的限制的新见解。
2009-10-30 gr-qc physics.class-ph
Barn and Pole paradox: revisited
我们提出了两个不同的悖论有关的长度收缩在狭义相对论和解释他们的决议。
2012-03-23 physics.class-ph physics.ed-ph
Mansuripur's Paradox
最近的一篇文章声称洛伦兹力定律与狭义相对论不相容。我们讨论的“悖论”的基础上,这种说法。分辨率取决于是否假设磁偶极子的“吉尔伯特”模型(分离的单极子)或标准的“安培”模型(电流回路)。前者在许多年前就在本书中提出过;后者需要包括“隐藏的动力”。"
2013-07-02 physics.class-ph
Time desynchronization and Ehrenfest paradox
提出相对性原理的运动学效应之一是运动时钟的时间离散化。对这一现象的详细分析,对于正确地解决艾弗菲斯特悖论具有重要意义。
2008-03-13 physics.class-ph physics.pop-ph
Ways to resolve Selleri's paradox
塞勒里悖论,基于对旋转坐标系的分析,似乎表明惯性系中的光速通常不是各向同性的。这反过来似乎与狭义相对论的第二个假设不一致,该假设要求惯性系中的光速是普遍的。首先,它演示了如何规避Selleri的论点使用爱因斯坦同步旋转帧。然后Selleri的结果的性质是暴露的:它只是对应于通过一个同步过程不同于爱因斯坦的。在这个方案中,各向异性的单向光速与狭义相对论并不矛盾。
2013-02-27 physics.class-ph physics.hist-ph
Space-time trigonometry and formalization of the "Twin Paradox" for uniform and accelerated motions
早期爱因斯坦的狭义相对论的形式结构遵循欧几里得几何的公理化演绎方法。在本文中,我们将展示欧几里得几何和时空几何之间根深蒂固的关系,它们都与一个二维数系统相关联:分别是复数和双曲数。通过研究这些数字的性质在一起,伪欧几里德三角已正式与公理演绎的方法,这使我们能够给一个完整的定量形式化的孪生悖论在熟悉的“欧几里德”的方式为匀速运动以及加速的。
2005-09-20 physics.class-ph
Gedanken experiment to test Bell's spaceship paradox
本文提出一个思想实验,探讨当放弃严格同步加速、允许绳中张力波动时,两艘飞船如何通过保持恒定固有距离实现无限加速而不断绳,从而改变贝尔飞船悖论的结论。
2025-07-09 gr-qc physics.class-ph
The Dynamics of Relativistic Length Contraction and the Ehrenfest Paradox
相对论运动学通常被认为是时空的伪欧几里德(洛伦兹)几何的表现。然而,正如广义相对论中明确指出的那样,几何本身取决于动力学,特别是能量-动量张量。我们讨论了几个例子,说明在狭义相对论的框架内的长度收缩效应的动力学方面。我们展示了一些陷阱与直接应用的长度收缩公式的情况下,当一个扩展的对象加速。我们的分析揭示了长度收缩和加速系统内的内力动力学之间的密切联系。所开发的方法是用来分析两个全等磁盘之间的相关性-一个固定的和一个旋转的(埃克塞特悖论)。具体地说,我们考虑的过渡盘从静止状态下施加的力旋转状态。它揭示了潜在的物理机制,在相应的过渡,从欧几里得几何的固定磁盘的罗巴切夫斯基(双曲)几何的旋转磁盘的过程中,其旋转助推。得出结论:定半径旋转圆盘或圆环的静止质量中必须含有一个附加项,表示其材料的非欧周向变形势能。可能的实验观察到的表现罗巴切夫斯基的几何旋转系统进行了讨论。
2020-04-16 physics.class-ph
About Superluminal motions and Special Relativity: A Discussion of some recent Experiments, and the solution of the Causal Paradoxes
在伯克利、科隆、佛罗伦萨、维也纳、奥赛、雷恩等地进行的一些实验,导致了这样一种说法,即某些东西似乎以大于真空中光速c的群速度传播。其他各种实验结果似乎都指向同一个方向:例如,理论和实验上都发现了麦克斯韦方程组的局域小波型解,它们以超光速传播。[Evenμ子中微子和电子中微子[有人提出]可能是“快子”,因为它们的平方质量似乎是负的]。关于第一个提到的实验,最近Guenter Nimtz声称,那些与倏逝波(或隧道光子)有关的结果意味着超光速信号和脉冲传输,因此违反了爱因斯坦因果关系。在本文中,我们要强调的是,恰恰相反,所有这些结果都没有危及相对论因果关系,即使它们涉及实际的超光速运动:事实上,狭义相对论甚至可以处理超光速物体和波。例如,也有可能(至少在微观物理学中)解决已知的因果悖论,这些悖论是为比光速更快的运动而设计的,尽管这还没有得到广泛的认可。在这里,我们详细而严格地展示了如何解决最古老的因果悖论,最初由托尔曼提出,这是许多其他快子悖论(如J.Bell,F.A.E.Pirani,J.D.Edmonds和其他人)的核心。解决的关键是仔细应用快子力学,因为它明确地遵循狭义相对论。最后,在两个附录中的一个附录中,我们提出了在倏逝波情况下如何计算群速度。[PACS编号:03.30.+ p; 03.50.De; 41.20.Jb; 73.40.Gk; 84.40.Az; 42.82.Et …
2007-09-16 physics.class-ph physics.gen-ph physics.optics
An analytical treatment of the Clock Paradox in the framework of the Special and General Theories of Relativity
在本文中,我们用分析的方法来处理所谓的时钟佯谬,即假定一个有限大小的恒定均匀力F沿假定为直线的运动方向连续地作用在运动的时钟上。不考虑惯性运动步骤。静止的钟记作(1),往复运动的钟记作(2),惯性系记作I,在惯性系中,(1)在原点静止,(2)在原点运动,最后,加速系记作A,在加速系中,(2)在原点静止,(1)在原点前后运动。我们处理以下问题:(1)作用在(2)上的有限力对两个钟重新结合时测量的适当时间间隔有什么影响?在考虑惯性运动和无限大的加速力时,两个时钟之间是否会出现不同的老化?用狭义相对论来描述(2)在坐标系I中的双曲运动。II)这种效应是否是绝对的,即加速度的观察者A与(2)同运动时是否如所期望的那样,在定性和定量上都得到与I中相同的结果?我们用广义相对论来回答这个问题。
2004-06-27 astro-ph gr-qc physics.class-ph
Special relativity and the twins: a review and a new approach
本文针对双生子悖论,提出了一种仅基于狭义相对论和等效原理的简单精确解决方案,并综述了早期近似解与背景,旨在适用于课堂教学。
2023-06-28 gr-qc physics.class-ph
On Spavieri's conundrum or the shadow of the twin paradox -- A submission to the One-Way Linear Effect (OWLE) Award
本文探讨了线性萨格纳克效应中的相对论不一致性问题,指出双生子悖论的常规解是关键,任何对同时性的调整都无法解决该问题。
2025-12-06 gr-qc physics.class-ph
Ehrenfest Paradox: A Careful Examination
本文在狭义相对论框架下分析旋转圆环的埃伦费斯特悖论,比较两种加速方式下的长度变化与完整性,指出二者均无法实现 Born 刚性转动。
2023-11-05 gr-qc physics.class-ph
A variation of the clock paradox and a distinguishing feature of an inertial frame
时钟悖论的情况下,分析了前进和返回行程覆盖相同的<<distance>>(如所观察到的旅行双胞胎),但在不相等的速度。在这种情况下,静止不动的双胞胎观察到她姐姐在前进和返回途中所走过的距离是不同的。分析是使用狭义相对论的公式,唯一的一致性要求是,所有的意见是从任何一个选定的惯性系。分析表明,惯性系的一个定义特征应该基于与之共同运动的时钟的独特同步性的持续保持。发表于Journal of Physical and Natural Sciences第1卷,第1期,2007 http://www.scientificjournals.org/journals2007/articles/1102.pdf
2008-09-25 physics.class-ph physics.gen-ph
Two Examples of Circular Motion for Introductory Courses in Relativity
循环孪生悖论和托马斯岁差的方式提出,使学生在介绍相对论课程。两者都是通过检查在围绕多边形旅行时发生了什么来讨论的,然后在多边形趋于圆的极限中。由于基于这些例子的相对论性预言可以在宏观物体的实验中得到验证,如原子钟和重力探测器B上的陀螺仪,它们对入门学生特别有说服力。
2007-04-17 gr-qc physics.class-ph physics.ed-ph
The special theory of relativity has fundamentally changed our views of space and time. The relativity of simultaneity in particular, and the theory of relativity as a whole, still presents significant difficulty for beginners in the theory. The difficulty stems from the fact that the usual presentation of special relativity is based on Newtonian concepts, which are relativized and change their meaning in the course of the presentation. A better pedagogical practice, in our opinion, would be to base the presentation from the very beginning on the four-dimensional formulation of Minkowski and t…
2022-09-22 gr-qc physics.class-ph