接下来我们终于可以解释双生子佯谬了,核心是解释一个问题: 为什么地球和飞船相对运动,地球上的人老了,飞船上的人年轻?
旧教条解释:因为地球参考系是惯性系,可以使用飞船相对地球运动钟慢公式。而飞船因为折返改变了速度不是匀速运动,不能建立惯性参考系,因此不能利用钟慢公式得出地球上的人比飞船上的人年轻的相反结论。
这个解释当然是对的,但是会让人忍不住问如果我用超出狭义相对论的知识为飞船建立非惯性参考系可不可以计算?然后诱使人们思考加速参考系坐标变换之类的毫无意义的问题来浪费时间。
如前所述,在设计加速的一般情况下,建立参考系本身就是吃力不讨好的事情:你需要指定分身是如何指派、如何标记、如何对钟的,这个指定相当的任意(数学上指定3+1分解的任意性),很多时候也并不物理。牢记只有贴脸发生的物理事件才是有意义的可(直接)观测的!
于是我们忘记参考系,只考虑地球和飞船两个观察者,用多普勒效应来解释两个观察者在飞船去而复返的整个经过中看到了什么,导致地球有更多衰老