Tweelingparadox (gedachte-experiment): Uitleg

Het belangrijkste doel van een gedachte-experiment genaamd "tweelingparadox" was een weerlegging van de samenhang en de geldigheid van de speciale relativiteitstheorie (STR). Het moet onmiddellijk een reservering maken, dat over een paradox is eigenlijk niet aan de orde, zoals het woord verschijnt in het onderwerp, want de essentie van het gedachte-experiment werd oorspronkelijk verkeerd geïnterpreteerd.

Het basisidee van SRT

De paradox van relativiteitstheorie (tweeling paradox) stelt dat "fixed" waarnemer ziet de bewegende objecten als het proces vertraagt. Volgens dezelfde theorie inertiële referentiesysteem (een systeem waarin de beweging van losse fragmenten optreedt gelijkmatig of ze in rust) gelijk aan elkaar.

De paradox van de tweeling: kort

Wanneer men de tweede postulaat inconsistentie ontstaat aanname speciale relativiteit. Om dit probleem duidelijk op te lossen, werd gevraagd om de situatie met de twee tweelingbroers herzien. One (relatief - Traveler) wordt verzonden naar de ruimte vlucht, en de andere (couch potato) is links op de planeet Aarde.

De formulering van de tweeling paradox in dergelijke omstandigheden gaat meestal als volgt: Assessment huismus, de tijd op de klok, die aan de reiziger, langzaam, wat betekent dat wanneer hij terugkeert, is hij (de reiziger), zal de klok achterop raken. Reiziger, aan de andere kant, ziet dat het beweegt ten opzichte van de aarde (dat is een huismus met zijn klok), en, vanuit zijn perspectief, het was van zijn broer tijd langzamer te gaan.

In feite zijn de twee broers gelijk, en dus wanneer ze samen zullen hun uren hetzelfde moment. Op hetzelfde moment op de relativiteitstheorie moet waken broer-reiziger. Deze schijnbare schending van symmetrie werd gezien als een inconsistentie van de theorie.

Twins paradox van de relativiteitstheorie van Einstein's

In 1905, Albert Einstein afgeleid van een stelling, die stelt dat wanneer in punt Een paar met elkaar gesynchroniseerd uur, kunt u een aantal van hen te bewegen langs een gebogen gesloten baan met een constante snelheid, zolang ze niet zijn gemaakt van A (en om deze het zal worden besteed, bijvoorbeeld, t seconden), maar op het moment dat ze aankomen tonen minder tijd dan de uren die nog steeds gebleven.

Zes jaar later, de status van de paradox van deze theorie gaf Pol Lanzheven. "Verpakt" in een visueel verhaal, ze kreeg al snel populariteit zelfs onder mensen ver van de wetenschap. Naar de mening van de Langevin, inconsistenties in de theorie te verklaren door het feit dat, terug te keren naar de aarde, de reiziger werd snel bewegende.

Twee jaar later, Max von Laue was geavanceerde versie die geen belangrijke momenten van de versnelling van het object, en het feit dat hij zich bevindt in een ander Inertiaalstelsel, toen het op aarde verschijnt.

Tot slot in 1918 Einstein zelf kon de paradox van een tweeling door de invloed van het gravitatieveld van de loop van de tijd uit te leggen.

De verklaring van de paradox

tweelingparadox verklaring is heel eenvoudig: de oorspronkelijke aanname van gelijkheid tussen de twee referentiekaders is verkeerd. De reiziger was het inertiële referentiesysteem is niet altijd (dit geldt ook voor de geschiedenis van de klok).

Bijgevolg velen van mening dat de speciale relativiteitstheorie niet kan worden gebruikt voor de formulering van de tweeling paradox corrigeren of verkregen onverenigbaar zijn voorspellingen.

Alles was opgelost toen deze werd gemaakt van de algemene relativiteitstheorie. Ze gaf een exacte oplossing voor het probleem en was in staat om te bevestigen dat het van een paar van die zal gesynchroniseerde klokken die in beweging te houden. Dus in eerste instantie paradoxaal taak kreeg gewone status.

twistpunten

Er wordt gespeculeerd dat de acceleratietijd is belangrijk genoeg om de kloksnelheid te veranderen. Maar tijdens de talrijke experimentele testen werd aangetoond dat onder invloed van versnelde tijdsverloop niet versnellen en vertragen.

In het einddeel van de baan waarop een van de broers versnelde toont slechts enkele asymmetrie ontstaan tussen de reiziger en couch potato.

Maar deze verklaring kan niet verklaren waarom de tijd wordt vertraagd alleen op een bewegend voorwerp en niet in wat alleen blijft.

Het controleren van de praktijk

Twin Paradox formules en stellingen precies beschrijven, maar het is voor een persoon incompetent heel moeilijk. Voor degenen die meer geneigd zijn om de praktijk in plaats van theoretische berekeningen vertrouwen, zijn er tal van experimenten gericht om te bewijzen of te weerleggen de relativiteitstheorie geweest.

In één geval, gebruikten we een atoomklok. Ze worden gekenmerkt door hoge precisie en minimale uit sync ze nodig hebben meer dan een miljoen jaar. Geplaatst in een passagiersvliegtuig, vlogen ze rond de aarde een paar keer, en na de show is duidelijk merkbaar vertraging van de klok die niet zal vliegen. En ondanks het feit dat de bewegingssnelheid van het eerste monster klok was niet het licht.

Een ander voorbeeld: een langere levensduur van muonen (zware elektronen). Deze elementaire deeltjes van enkele honderden malen zwaarder dan normaal, een negatieve lading en zijn gevormd in de bovenlaag van de atmosfeer door de werking van kosmische straling. Hun snelheid naar de aarde alleen maar een beetje licht toe te geven. Wanneer hun ware levensverwachting (2 microseconden), zouden zij eerder dan raak het oppervlak van de planeet verval. Maar in de loop van de vlucht, leven zij 15 keer langer (30 microseconden) en nog steeds het doel te bereiken.

De fysische reden voor de uitwisseling van signalen en paradox

Twin Paradox verklaart de fysica en meer toegankelijke taal. Zolang er een vlucht, beide tweelingbroer buiten het bereik van elke zone naar de andere en kunnen in de praktijk te waarborgen dat hun klokken synchroon bewegen. Om precies te bepalen hoeveel vertraagt de beweging van uren de reiziger kan, als we het analyseren van de signalen die ze naar elkaar sturen. Dit geconditioneerde signaal "precieze tijd", uitgedrukt lichtpulsen of videotransmissie wijzerplaat.

Het zal duidelijk zijn dat het signaal niet in realtime worden verzonden, en in het verleden, aangezien het signaal voortplanting plaatsvindt bij een bepaalde snelheid en enige tijd nodig heeft om van de bron naar de ontvanger.

Behoren schatten dialoog signaal kan alleen het gevolg zijn gezien het Doppler effect: het verwijderen van de bron van de ontvanger frequentiesignaal wordt verminderd en bij het naderen - verhogen.

De tekst van de verklaring in een paradoxale situatie

Om de paradoxen van dergelijke verhalen uit te leggen met een tweeling, kunt u twee manieren te gebruiken:

1. Een zorgvuldige afweging van de beschikbare logische constructen tegenstellingen en identificeren van logische fouten in de keten redenering.
2. Uitvoering van uitvoerige berekeningen voor remming feit tijd beoordelen op elk van de broers.

De eerste groep rekenkundige uitdrukkingen basis van de stations en de ingevoerde inertiële referentiesysteem. Dit impliceert dat de aspecten van de versnelling van de beweging zo klein ten opzichte van de totale lengte van de vlucht, dat zij kunnen worden verwaarloosd. In sommige gevallen kan een derde Inertiaalstelsel af dat zich in de tegengestelde richting tegen de reiziger en wordt gebruikt om gegevens van de klok om de aarde te voeren.

De tweede groep omvat berekenen gebouwd aangezien dat de momenten versnelde beweging aanhoudt. Deze groep zelf is ook verdeeld in twee groepen: één past de theorie van de zwaartekracht (algemeen gesproken) en de andere - niet. Als algemene relativiteit is betrokken, wordt aangenomen dat in de vergelijking weergegeven zwaartekrachtveld, dat overeenkomt met het versnellingssysteem en houdt rekening met de tijd veranderen stroomsnelheid.

conclusie

Alle discussies over de denkbeeldige paradox, als gevolg van een schijnbare logische fout. Het maakt niet uit hoe de voorwaarden van het probleem zijn geformuleerd om ervoor te zorgen dat de broers bevonden zich in een volledig symmetrisch omstandigheden, is het onmogelijk. Het is belangrijk te bedenken dat de tijd nauwkeurig vertraagd op de bewegende klok, die moest door een verandering referentieframes, omdat de gebeurtenis gelijktijdigheid relatief is.

Bereken hoeveel tijd is vertraagd vanuit het oogpunt van elk van de broers, op twee manieren: met behulp van de eenvoudige handelingen in het kader van de speciale relativiteitstheorie, of gericht op de niet-inertiaalstelsel. De resultaten van beide rekenschakeling onderling worden vastgesteld, die eveneens dienen te bevestigen dat de bewegende klok langzamer.

Op basis hiervan kunnen we aannemen dat de overdracht van de gedachte-experiment in werkelijkheid degene die de plaats huismus zal plaatsvinden, echt oud worden sneller dan de reiziger.