AEEA 天文教育資訊網

上網探索宇宙的好選擇 !   Activities of Exhibition and Education in Astronomy.

2002 年 8 月 18 日

什麼是相對論? (48) 雙生子的故事
提供者 : 陳輝樺 (AEEA 小組 , NMNS )
圖取材自:
The Universe in a Nutshell (Stephen Hawking)

說明: 愛因斯坦狹義相對論 中提及了一個 「時間膨脹」的雙生子年齡故事, 到底那一個比較年輕? 我們現在也來探究一下這問題的所在,前言是雙胞胎現年 25 歲,一個(甲) 留在地球生活, 另一個(乙)進行太空旅行,他(她)飛行的速度X 倍光速。 當他(她)飛行 5 年後想回家探親,他(她)以相同的飛行速度返航。 當乙回到地球見到他(她)的孿生兄弟(姐妹)時,乙的年齡為 35 歲, 但感人的場面中他(她)的孿生兄弟(姐妹)已年邁了,甲的年齡為 Y 歲。 這又為什麼會產生如此的結果呢?我們不妨利用狹義相對論中的時間膨脹效應來說明他(她)們當中 年齡的計算:乙年齡為 25 + 5 + 5 = 35(歲); 而甲年齡為 Y = 25 + (5 + 5) /(1 – X2)1/2(歲)。 例如:X 值選擇如下,則甲的年齡 Y 值為
X 值 0.5  0.7  0.8  0.9  0.95 0.96  0.97  0.98  0.99 
Y 歲 35.55  39  41.67  47.94  57  60.7  66.1  75.25  96 

明日主題 : 什麼是相對論? 太空旅行的年齡問題
前一天主題 天文學名詞解釋 每日主題庫、主題分類介紹 天文展演教學模型、天文教學媒體製作、遠距遙控觀測模擬、展示場展覽介紹 天文學基本認識、天文觀測活動、九年一貫天文輔助教材教案、天文史哲介紹、動手作天文等教育活動 主題課程、Q&A、天文新知介紹、遠距天文教學輔導、FAQs、數理與自然探究 天文相關網站 E-mail 給主編、提問題和看法、與 AEEA 互動 後一天主題

作者與主編 : 陳輝樺 、 王夕堯
諮詢服務: 陳輝樺 (NMNS 國立自然科學博物館)
王夕堯 (NTPU 國立台北大學)
蘇明俊 (NKNU 國立高雄師範大學科教所)

本網站所有圖片未特別聲明者,都是取材自美國太空總署 (NASA) 網頁 ,請勿作商業用途使用。