Aging and communication in the twin paradox
狭义相对论中的孪生子悖论引起了大量的文献讨论其含义。在它的标准形式中,旅行者只在旅行的目的地改变速度,所以他似乎感觉到静止的孪生子的年龄发生了不可思议的瞬时和不连续的变化。在这项工作中,使用一个平滑的速度/加速度曲线,允许作为限制的突然速度变化的情况下。在这种处理中,所有的重力效应都被忽略。除了在加速框架中相互感知同时的时钟时间之外,双胞胎之间通过(数字)光信号进行时钟时间的持续通信在原则上(如果不是在实践中)是可能的。
2016-09-25 physics.gen-ph
A look at Einsteins clocks synchronization
当爱因斯坦时钟同步过程被执行时,一个具有明确定义的区域,在该区域中时钟被同步,而另一个具有明确定义的区域,在该区域中时钟尚未被同步。从相对运动中的观察者的角度来看,它们之间的边界演变不同。根据直接观察的现象和闵可夫斯基图进行了讨论。
2008-02-14 physics.gen-ph
Einstein-Podolsky-Rosen Paradox in Quantum Diagrams
量子图是量子力学的最佳语言,因为它们不仅显示最终结果,而且显示导致结果的物理过程。距离上的量子关联,更好地被称为爱因斯坦-波多尔斯基-罗森悖论,可以很容易地理解在时间有序量子图中的描述。在图中,我们可以清楚地看到所谓的纠缠量子态到底是什么,以及它们是如何破坏贝尔不等式的。波函数的相位关系是实际的物理“共同原因在过去”的观察相关性也变得直观和明显。因此,图分析表明,量子关联现象具有简单的因果和局域解释,不需要发明各种与既定物理原理和通常的常识考虑相矛盾的夸张的构造。
2016-12-19 physics.gen-ph
On the Clock Paradox in the case of circular motion of the moving clock
在本文中,我们处理分析的一个版本的所谓的时钟悖论,其中移动的时钟执行一个恒定半径的圆周运动。静止时钟记为(1),旋转时钟记为(2),(1)静止而(2)运动的惯性系记为I,最后,(2)静止而(1)旋转的加速系记为A。通过使用广义相对论来描述如图A所示的(1)的运动,我们将展示以下特征。I)(1)和(2)之间的差异老化发生在它们的团聚,它具有绝对的性质,即由给定的时钟测量的适当的时间间隔在I和A中是相同的。II)从定量的角度来看,(1)和(2)之间的差异老化的大小确实取决于A进行的旋转运动的种类。实际上,如果它是均匀的,在(2)的运动方向上没有任何切向力,而只是垂直于它。在这种情况下,由(2)计算的适当时间间隔确实只取决于它的恒定速度v=romega。相反,如果旋转运动是均匀加速的,即,恒定的力沿运动方向切向作用,则适当的时间间隔$do depend$对角加速度α。III)最后,关于老化的标志,运动时钟(2)总是测量相对于(1)的适当时间的$shorter$间隔。
2004-06-27 astro-ph gr-qc physics.class-ph
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
Three levels of understanding physical relativity: Galileo's relativity, Up-to-date Galileo's relativity and Einstein's relativity: A historical survey
介绍了一种讲授爱因斯坦狭义相对论的方法。它从伽利略的相对论开始,学习者从以前的讲座中知道。讲座强调,我们可以有三个转换方程的时空坐标的同一事件,这导致绝对时钟读数,时间间隔和长度(伽利略的相对论),绝对时钟读数,但相对时间间隔和长度(最新的伽利略变换)和相对时钟读数时间间隔和长度。
2004-09-23 physics.gen-ph
Attempt at clarification of Einstein's postulate of constancy of light velocity
我们已经认识到,在洛伦兹变换下,一个运动的普通时钟的节拍数保持不变,也就是说,时钟的指针永远不会慢下来,但是它的两个连续节拍之间的时间间隔缩短了,因此,必须使用变换所需的τ时钟来记录相对时间,而不是使用不真实的慢下来的时钟。因此,我们认为,使用静止的普通时钟或等效的测量速度的光发射的运动源,这是准速度的外来光,是依赖于源的速度。然而,应该使用τ钟测量的外来光的速度与源速度无关。根据麦克斯韦方程组和迈克耳孙-莫雷实验的结果,静止光源发出的自然光的速度服从相对论假设。另一方面,如果用τ钟测量,外来光的速度除了洛伦兹因子和光速不变的假设外,都服从里兹发射理论。因此,发射理论与狭义相对论并不冲突。目前的论点导致了一个逻辑的后果,即所谓的积极的结论,从实验测试恒定的光的速度发射的移动源,如果使用共同的时钟或等效的,而不是τ钟,正好矛盾的洛伦兹变换。
2021-03-11 physics.gen-ph
Grassmann algebraic field theory, entanglement and fermionic hidden clocks
本文提出用Grassmann代数作为费米子场,在路径积分框架下恢复量子关联以解释纠缠,并借助隐时钟概念描述经验实在,符合爱因斯坦的局域场论思想。
2025-09-04 physics.gen-ph
The Myth of the Twin Paradox
爱因斯坦相对论最常被讨论的一个特点是孪生悖论,即时空中两个事件之间的时间似乎取决于这些事件之间的路径。我们表明,这种时间差异的结果,只有从错误的假设在过渡从一个参考系到另一个。孪生悖论并不存在。但是,如果我们假设这个理论的洛伦兹不变性不仅在局部有效,而且在宇宙尺度上也有效,那么它就有很强的后果。
2010-08-01 physics.gen-ph
Nonstandard Lorentz-Einstein transformations
标准洛伦兹变换建立了同一事件在标准排列中从两个惯性参考系I和I'检测时的时空坐标之间的关系。该事件的特征在于时空坐标E(x,tE)和E ′(x ′,t 'E),tE和t' E表示位于事件发生的两个帧中的标准同步时钟C(x)和C ′(x ′)的读数。我们得到了非标准的洛伦兹变换,在标准同步钟的读数和同一惯性参考系的其它钟的读数(ta,t 'a)之间建立了“物理”正确的关系。这种tE=f(x,ta)类型的关系将标准洛伦兹变换分别表示为ta和t 'a的函数。我们提出了几种非标准洛伦兹变换的情况(雷达探测的情况下,当一个参考系充满了一个理想的透明电介质的情况下,以及同一运动粒子的表观,实际和同步位置的相对性)。
2008-08-01 physics.gen-ph
Lorentz transformations: Einstein's derivation simplified
我们表明,洛伦兹变换的时空坐标的同一事件是一个直接后果的相对性原理和爱因斯坦的遥远的时钟同步程序。在我们的方法中,施加洛伦兹变换的线性特征,我们猜测空间坐标的变换方程具有形式x= ax '+ cbt'。在考虑时间膨胀相对论效应的条件下,并考虑到由于爱因斯坦的时钟同步,同一事件在两个坐标系中的时空坐标由x=ct和x '= ct'相关的事实,我们求出了a和b的表达式。将空间坐标的变换方程除以c,我们得到时间坐标的变换方程t= at '+ b/cx'。结合这两个变换方程,我们直接得到逆洛伦兹变换。
2007-02-19 physics.gen-ph
A brief and transparent derivation of the Lorentz-Einstein transformations via thought experiments
本文从Kard提出的一个思想实验出发,导出了长度收缩的相对论效应的公式,给出了同一事件时空坐标的Lorentz-Einstein变换的“双线”透明推导。我们的推导利用了爱因斯坦的时钟同步过程
2006-02-08 physics.gen-ph
Explaining atomic clock behavior in a gravitational field with only 1905 Relativity
支持只有在两个1905年爱因斯坦的论文相对论和一个非常严格的尊重的历史背景下,分析了推导的普遍质量和能量的关系。它被发现,与今天接受的物理学知识相反,一个物体的静止质量在1905年的背景下测量其势能。在强调了1905相对论(1905 R)与狭义相对论(SR)的区别之后,开始发展一个1905 R相对论引力,即一个小质量m物质点在一个大质量M物质点的中心引力场中运动。得到了静止质量m_0与其到M的距离r的函数关系式。最后,将这些结果应用于引力场中的原子钟,得到了一个能使钟的时变率非常接近于GR时变率的因子。比较了1905 R和GR的因子,强调了1905 R中没有奇异性。在结论中,宣布了1905年R相对论力学发展的新道路,与1905年爱因斯坦发现静止质量测量势能有关,即使没有意识到这一点。
2010-09-27 physics.gen-ph
On Wavefunction Collapse, the Einstein-Poldolsky-Rosen Paradox and Measurement in Quantum Mechanics and Field Theory
本文首先研究了一次量子化量子力学中自旋为1/2且自旋纠缠的两粒子系统的Einstein-Podolsky-Rosen(EPR)佯谬。如果测量是由波函数坍缩控制的,那么格丹肯实验表明,包括角动量守恒和海森堡不确定原理在内的许多基本原理都可能被违反。我们的结论是,波函数的自旋部分的崩溃不会发生,因此EPR悖论不会出现这个系统。仅QM么正性就足以排除远距离的“幽灵”超距作用。没有自旋波函数坍缩导致了几个有趣的结论,关于测量如何在QM工作:当波函数坍缩不发生时,(i)来自宏观测量设备的信号表明系统处于状态S并不一定意味着它是或曾经是S和(ii)在微观水平上的QM的不确定性被传递到宏观测量设备的信号的不确定性。我们推导出两个关于量子测量如何工作的一般结果,并在自旋1/2测量中说明它们。与一次量子化QM相反,在量子场论中,我们不能完全排除波函数坍缩的可能性。然而,当我们坚持么正性(从而排除了波函数坍缩的可能性)并在波函数中另外考虑到测量中涉及的所有自由度(包括设备、实验者等的自由度)时,对涉及纠缠光子极化的贝尔不等式实验的一致可接受的理解出现了,包括没有EPR悖论。实验者能够意识到他的感知,但不能意识到广义薛定谔猫的其他组成部分,这种能力在解决测量问题中发挥了作用。
2021-07-28 physics.gen-ph quant-ph
A tale of two twins
朗之万在1911年提出了一个思想实验(称为时钟悖论或孪生子悖论),其中一个观察者留在地球上,另一个以接近光速的速度前往一颗恒星。当旅行者回来时,他比留在地球上的人更年轻。这一由狭义相对论推导出的惊人现象引发了大量的文章、讨论和争议,因此它仍然是物理学中可能独一无二的特殊现象。我们打算研究它,首先我们寻找最简单的解,因为我们可以观察到已发表的解实际上对应于两个不同的实验版本。看来,完整和简单的解决方案的穆勒被忽视的复杂的方法与可疑的有效性。我们建议解释这雪崩的作品难以接受的结论,狭义相对论,特别是在时间的差异表示的两个时钟,一个不动,第二个移动,最后停止。我们还认为,“双胞胎悖论”这个名字可能与圣经和一些神话中关于双胞胎之间冲突的潜意识想法有关
2012-12-18 physics.gen-ph physics.hist-ph
Relativistic Paradoxes and Lack of Relativity in Closed Spaces
一些已知的相对论悖论被重新考虑封闭空间,使用一个简单的几何模型。对于封闭空间中的两个双胞胎,当旅行的双胞胎沿着测地线匀速运动并返回起点而不回头时,似乎出现了一个真正的悖论。因此,双胞胎的参考系(RF)似乎是相等的,这使得双胞胎悖论无法解决:双胞胎中的每一个都可以声称处于静止状态,因此在他们团聚时比伴侣更老。在现实中,悖论在这种情况下也有解决办法。除了两个RF之间相对于实际作用力的区别之外,它们还可以通过时钟同步来区分。一个封闭的空间挑选出一个真正稳定的RF与单值的全球时间;在所有其他帧,时间不是一个单值参数。这意味着即使在紧凑空间中沿着空间测地线的匀速运动也不是真正的惯性,并且在这种运动中存在作用在物体上的有效力。因此,旅行的孪生子在环球航行时比静止的孪生子年龄小,就像在平坦的时空中一样。具有讽刺意味的是,在这种情况下,相对论没有悖论,代价是带回了前伽利略的绝对静止概念。一个例子表明,没有悖论也被认为是一个更现实的情况下,一个时间演变的封闭空间。
2015-04-05 physics.gen-ph physics.hist-ph
Differential aging from acceleration, an explicit formula
我们考虑一个时钟的“悖论”的框架,观察者离开惯性系,被加速后,任意旅行回来。我们讨论了一个简单的方程,给出了,在1+1维的情况下,在惯性系上经过的时间和加速度测量的加速观察员在行程中的一个明确的关系。相对于惯性系的非闭合行程看起来相对于另一个合适的惯性系闭合。利用这一观察,我们定义的微分老化作为一个功能的适当的时间,并表明它是非递减的。重建问题的狭义相对论也进行了讨论,表明其,至少数值,解决方案将允许建设一个“惯性钟”。
2004-11-25 gr-qc physics.class-ph physics.gen-ph