Relativism (Special theory of Relativity)

                    by Vincent CHAN WAI LUNG(1988~  )

孿生子的矛盾

假想有一個星球和地球的距離為 50光年。

 
孿生子兄弟二人在一艘可以0.9998c飛行的太空船前告別。

哥哥搭上太空船飛向該星球，

 
由於哥哥感覺該星球和地球的距離僅有 0.02*50=1光年的距離。

 
因此哥哥發現一年後便抵達該星球，兩年後返回地球。

 
可是弟弟觀察到哥哥以接近光速飛向50光年的星球再返回，已經是100年後的事情。

弟弟感覺哥哥座標內的時間過得較緩慢 50*0.02(縮短比例)*2(來回）=2年

 
結果兩人再度相聚時，弟弟已經超過百歲，而哥哥不過經過兩年的光景。

 
是不是有點像神話故事中的情節呢？可是在相對論的理論內是正確的。

 
只是我們尚且無法發展如此高速的飛行器，

 
但是我們卻可以在實驗室中對一些基本粒子加速而達到類似上述的情景。

 
有人或許會想：以哥哥的角度而言，也可以認為是弟弟（和地球）以極高速遠離他，

 
然後再回頭相聚。這樣不是變年輕的應該是弟弟而不是他。

 
可是實際相距時只會有其中一種情形出現。（哥哥較年輕）

 
這期間的矛盾如何釋懷呢？

 
主要差別在於『哥哥』前去與『返回』時都必須經歷『加速』的階段。

 
因此以上兩系統是不對稱的。

 
至於加速座標不再是慣性座標，因此無法僅引用狹義相對論的推論。

 
而必須考量『加速過程中』的時空變化，而這一段只能說屬於『廣義相對論』的內容。

在『加速座標中』時間也會變得遲緩，空間會扭曲而與『重力場』等效（無法區分）。