Tvillingeparadokset (tanke eksperiment): Forklaring

Hovedformålet med et tankeeksperiment kaldet "tvillingeparadokset" var en gendrivelse af konsistens og gyldigheden af den specielle relativitetsteori (STR). Det bør straks foretage en reservation, der om nogen paradoks er faktisk udelukket, som ordet forekommer i emnet, fordi essensen af tankeeksperiment blev oprindeligt fejlagtigt fortolket.

Den grundlæggende idé om SRT

Paradokset af relativitetsteori (tvillinger paradoks), at "fast" observatør opfatter de bevægelige objekter som processen langsommere. I overensstemmelse med den samme teori inertial referencesystem (et system, hvor bevægelsen af løs organer sker ensartet, eller de er i hvile) lig med hinanden.

Paradokset af tvillingerne: kortvarigt

I betragtning af det andet postulat uoverensstemmelse opstår antagelse af specielle relativitetsteori. For at løse dette problem klart, blev det anmodet om at gennemgå situationen med de to tvillingebrødre. En (relativt - Traveller) sendes til rumflyvning, og den anden (sofa kartoffel) er tilbage på planeten Jorden.

Ordlyden af tvillinger paradoks i sådanne forhold normalt går sådan her: Evaluering hjemmemenneske, tid på uret, som er på den rejsende, bevæger sig langsomt, hvilket betyder, at når han vender tilbage, han (den rejsende), vil uret sakke agterud. Traveller, på den anden side, ser, at det bevæger sig i forhold til Jorden (som er et hjemmemenneske med sit ur), og, fra hans perspektiv, det var hans brors tid vil gå langsommere.

Faktisk er de to brødre er lige, og dermed, hvornår de vil være sammen, vil deres timer være den samme tid. Samtidig på relativitetsteorien skal den holde watch bror-rejsende. Denne tilsyneladende overtrædelse af symmetri blev set som en uoverensstemmelse af teorien.

Twins paradoks Einsteins relativitetsteori

I 1905, Albert Einstein udledt en sætning, hvori det hedder, at når i punkt Et par synkroniseret med hinanden timer, kan du flytte nogle af dem langs en buet lukket vej med en konstant hastighed, så længe de ikke er lavet af A (og til dette det vil blive brugt, for eksempel t sekunder), men i det øjeblik, de ankommer viser mindre tid end de timer, der forblev stadig.

Seks år senere, status for det paradoksale i denne teori gav Pol Lanzheven. "Wrapped" i en visuel historie, hun fik snart popularitet selv blandt folk langt fra videnskaben. I udtalelsen fra Langevin, uoverensstemmelser i teorien forklares ved, at, vender tilbage til Jorden, blev den rejsende bevæger sig hurtigt.

To år senere, Max von Laue var avanceret version, der ikke er signifikante øjeblikke af acceleration af objektet, og det faktum, at han befinder sig i en anden inerti referenceramme, når den vises på Jorden.

Endelig i 1918 Einstein selv kunne forklare paradokset af tvillinger gennem påvirkning af tyngdefeltet på forløbet af tid.

Forklaringen på paradokset

tvillingeparadokset forklaring er ganske enkel: den oprindelige antagelse om lighed mellem de to referencerammer er forkert. Den rejsende var i inertialsystem referencesystem er ikke hele tiden (dette gælder også for historien om uret).

Som følge heraf mange mente, at den specielle relativitetsteori ikke kan bruges til at korrigere ordlyden af tvillinger paradoks, eller opnået uforenelige med hinanden forudsigelser.

Alt blev løst, da det blev oprettet den almene relativitetsteori. Hun gav en eksakt løsning på problemet, og var i stand til at bekræfte, at det er af et par af dem vil holde synkroniserede ure, der er i bevægelse. Så i starten paradoksale opgave fik en almindelig status.

stridsspørgsmål

Der er spekulationer om, at accelerationstiden er væsentlig nok til at ændre det ur hastighed. Men i løbet af de mange eksperimentelle forsøg blev det vist, at under indflydelse af accelererende tidens gang ikke accelerere og decelerere.

I sidste ende sektion af banen, hvor den ene af brødrene accelererede viser kun nogle asymmetri opstår mellem den rejsende og sofa kartoffel.

Men dette udsagn kan ikke forklare, hvorfor tiden er bremset bare på en genstand i bevægelse og ikke i hvad der er tilbage alene.

Kontrol praksis

Tvillingeparadokset formler og teoremer beskrive nøjagtigt, men det er for en person, inkompetente ganske vanskeligt. For dem, der er mere tilbøjelige til at stole på den praksis, snarere end teoretiske beregninger, har der været talrige eksperimenter havde til formål at bevise eller modbevise relativitetsteorien.

I et tilfælde brugte vi et atomur. De er kendetegnet ved høj præcision, og mindst ude af sync, de får brug for mere end en million år. Placeret i et passagerfly, de fløj rundt om jorden flere gange, og efter showet er ganske påfaldende forsinkelse af uret, der ikke vil flyve. Og på trods af, at bevægelsen hastigheden af den første prøve ur var ikke lyset.

Et andet eksempel: en længere levetid af myoner (tunge elektroner). Disse elementære partikler på flere hundrede gange tungere end normalt, har en negativ ladning og dannes i det øverste lag af jordens atmosfære på grund af virkningen af kosmiske stråler. Deres hastighed til Jorden kun at indrømme en lille lys. Når deres sande forventede levetid (2 mikrosekunder), ville de henfalde hurtigere end røre ved overfladen af planeten. Men i løbet af flyvningen, de lever 15 gange længere (30 mikrosekunder) og stadig nå målet.

Den fysiske årsag til udveksling af signaler og paradoks

Tvillingeparadokset forklarer fysik og mere tilgængeligt sprog. Så længe der er en flyvning, både tvillingebror er utilgængeligt for hinanden og kan ikke i praksis sikre, at deres ure bevæger synkront. For at bestemme præcist, hvor meget sinker bevægelsen af timer den rejsende kan, hvis vi analyserer de signaler, de sender til hinanden. Dette konditionerede signaler "præcise tid", udtrykt som lysimpulser eller videotransmission urskiven.

Det skal forstås, at signalet ikke vil blive transmitteret i realtid, og i fortiden, da signalet formering sker ved en bestemt hastighed og kræver en vis tid til at rejse fra kilden til modtageren.

Korrekt evaluere resultaterne af dialogen kan kun signalere, under hensyntagen til Doppler-effekten: når du sletter en kilde fra modtageren frekvens signalet er reduceret, og på den tilgang - vil stige.

Ordlyden af forklaringen i en paradoksal situation

For at forklare de paradokser sådanne historier med tvillinger, kan du bruge to grundlæggende måder:

1. En nøje overvejelse af de tilgængelige logiske konstruktioner for modsætninger og identificere logiske fejl i kæden af ræsonnement.
2. Implementering af detaljerede beregninger for at vurdere hæmning faktum tid udtrykt i hver af brødrene.

Den første gruppe beregningsmæssige udtryk baseret på stationerne og opført i inertialsystem referencesystem. Implikationen er, at de aspekter i forbindelse med acceleration af bevægelsen er så lille i forhold til den samlede længde af flyvningen, at de kan blive forsømt. I nogle tilfælde kan indtaste en tredje inerti referenceramme, der bevæger sig gennem et kontra retning mod den rejsende og anvendes til at overføre data fra sit ur til jorden.

Den anden gruppe indbefatter udregning bygget betragtning af, at de øjeblikke accelererende bevægelse er stadig til stede. Denne gruppe selv er også delt i to grupper: Den ene anvender teorien om tyngdekraften (almen relativitet), og den anden - nej. Hvis generel relativitet er involveret, antages det, at i ligningen vises gravitationsfelt, som svarer til acceleration systemet, og tager højde for den tid ændre strømningshastighed.

konklusion

Alle diskussioner relateret til den imaginære paradoks, på grund af en tilsyneladende logisk fejl. Uanset hvordan de betingelser, der er fremsat opgaver at sikre, at brødrene befandt sig i en helt symmetriske forhold, er det umuligt. Det er vigtigt at huske på, at tiden er bremset netop på den bevægelige ur, som måtte gå igennem en ændring af referencerammer, fordi begivenheden samtidighed er relativ.

Beregn hvor meget tid er aftaget fra synspunkt af hver af brødrene, på to måder: ved hjælp af de enkle handlinger inden for rammerne af den specielle relativitetsteori, eller med fokus på den ikke-inertial referenceramme. Resultaterne af både computing kredsløb kan gensidigt aftalt og lige så tjene til at bekræfte, at den bevægende ur er langsommere.

På dette grundlag kan vi antage, at overførslen af tankeeksperimentet i virkeligheden den, der vil træde i stedet hjemmemenneske, virkelig ældes hurtigere end den rejsende.