Tweeling paradoks (gedink eksperiment): Verduideliking

Die hoofdoel van 'n gedagte-eksperiment met die naam "tweeling paradoks" was 'n stryery van konsekwentheid en geldigheid van die spesiale relatiwiteitsteorie (STR). Dit moet onmiddellik 'n bespreking, wat oor 'n paradoks is eintlik buite die kwessie, soos die woord verskyn in die onderwerp, want die essensie van die gedagte-eksperiment is oorspronklik verkeerd geïnterpreteer.

Die basiese idee van SRT

Die paradoks van relatiwiteit (tweeling paradoks) bepaal dat "vaste" waarnemer waarneem die bewegende voorwerpe soos die proses vertraag. In ooreenstemming met die dieselfde teorie traagheid verwysingstelsel ( 'n stelsel waarin die beweging van los liggame plaasvind eenvormig, of hulle is in rus) gelyk aan mekaar.

Die paradoks van die tweeling: kortliks

Met inagneming van die tweede postulaat teenstrydigheid ontstaan aanname van spesiale relatiwiteit. Om hierdie probleem op te los duidelik, is dit versoek om die situasie met die twee tweeling broers te hersien. Een (relatief - Traveler) gestuur word om die ruimte vlug, en die ander (stoelpatat) is links op die planeet Aarde.

Die bewoording van die tweeling paradoks in sulke omstandighede gaan gewoonlik soos volg: Assessering homebody, tyd op die klok, wat by die reisiger, stadig beweeg, wat beteken dat wanneer hy terugkeer, het hy (die reisiger), die klok sal agter raak. Reisiger, aan die ander kant, sien dat dit beweeg relatief tot die Aarde (wat is 'n homebody met sy horlosie), en, uit sy perspektief, dit was sy broer se tyd sal stadiger gaan.

Trouens, die twee broers gelyk, en dus, wanneer hulle saam sal wees, hul uur sal dieselfde tyd wees. Terselfdertyd op die teorie van relatiwiteit dit moet waak broer-reisiger. Hierdie oënskynlike skending van simmetrie is gesien as 'n teenstrydigheid van die teorie.

Tweeling paradoks van relatiwiteitsteorie Einstein se

In 1905, Albert Einstein afkomstig van 'n stelling, wat bepaal dat wanneer in punt A denim gesinchroniseer met mekaar uur, jy kan 'n paar van hulle te beweeg langs 'n geboë geslote pad met 'n konstante spoed so lank as hulle nie is gemaak van 'n (en om hierdie dit sal bestee word, byvoorbeeld, t sekondes), maar by die oomblik dat hulle kom wys minder tyd as die ure wat nog oorgebly het.

Ses jaar later, die status van die paradoks van hierdie teorie het Pol Lanzheven. "Wrapped" in 'n visuele storie, sy het gou gewildheid selfs onder mense ver van die wetenskap. Na die mening van die Langevin, teenstrydighede in die teorie verduidelik word deur die feit dat, terug te keer na die aarde, die reisiger is vinnig beweeg.

Twee jaar later, Max von Laue was gevorderde weergawe wat nie beduidende oomblikke van versnelling van die voorwerp, en die feit dat hy homself bevind in 'n ander traagheid verwysingsraamwerk, wanneer dit op die aarde verskyn.

Uiteindelik in 1918 Einstein homself kon die paradoks van 'n tweeling deur die invloed van die gravitasieveld op die verloop van tyd te verduidelik.

Die verduideliking van die paradoks

tweeling paradoks verduideliking is eenvoudig: die oorspronklike aanname van gelykheid tussen die twee verwysingsraamwerke is verkeerd. Die reisiger was in die traagheid verwysingstelsel is nie al die tyd (dit geld ook vir die geskiedenis van die klok).

As 'n gevolg, baie voel dat die spesiale relatiwiteitsteorie nie gebruik kan word om die bewoording van die tweeling paradoks reg te stel, of verkry in stryd is met mekaar voorspellings.

Alles is opgelos toe dit geskep is die algemene relatiwiteitsteorie. Sy het 'n presiese oplossing vir die probleem en was in staat om te bevestig dat dit van 'n paar van diegene sal GESYNCHRONISEERDE horlosies wat in beweging hou. So aanvanklik paradoksale taak ontvang 'n gewone status.

omstrede kwessies

Daar is spekulasie dat die versnelling tyd is betekenisvol genoeg om die klok spoed te verander. Maar tydens die talle eksperimentele toetse is aangetoon dat onder die invloed van die versnelling van die verloop van tyd nie versnel en verlangsaam.

Op die ou end deel van die baan waarop een van die broers versnelde toon slegs 'n paar asimmetrie wat ontstaan tussen die reisiger en die stoelpatat.

Maar hierdie stelling kan nie verduidelik hoekom die tyd is vertraag net op 'n bewegende voorwerp en nie in wat alleen bly.

nagaan praktyk

Tweeling Paradox formules en stellings beskryf presies, maar dit is vir 'n persoon onbevoeg baie moeilik. Vir diegene wat meer geneig is om die praktyk eerder as teoretiese berekeninge vertrou, het daar talle eksperimente gemik om te bewys of te weerlê die teorie van relatiwiteit is.

In een geval, gebruik ons 'n atoomhorlosie. Hulle word gekenmerk deur 'n hoë-presisie, en minimum uit sync hulle sal moet meer as 'n miljoen jaar. Geplaas in 'n passasiersvliegtuig, gevlieg hulle rondom die Aarde 'n paar keer, en na die show is nogal opvallend lag van die klok wat nie sal vlieg. En ten spyte van die feit dat die beweging spoed van die eerste monster klok was nie die lig.

Nog 'n voorbeeld: 'n langer lewe van muons (swaar elektrone). Hierdie elementêre deeltjies van 'n paar honderd keer swaarder as gewoonlik, het 'n negatiewe lading en gevorm in die boonste laag van die aarde se atmosfeer as gevolg van die optrede van kosmiese strale. Hul spoed na die aarde net 'n bietjie lig toegee. Wanneer hul ware lewensverwagting (2 mikrosekondes), sou hulle gouer as raak die oppervlak van die planeet verval. Maar in die loop van die vlug, leef hulle 15 keer langer (30 mikrosekondes) en nog die doel te bereik.

Die fisiese rede vir die uitruil van seine en paradoks

Tweeling Paradox verduidelik die fisika en meer toeganklike taal. Solank as wat daar is 'n vlug, beide tweelingbroer is buite bereik van elke sone om 'n ander en kan nie in die praktyk te verseker dat hul horlosies sinkronies beweeg. Om vas te stel presies hoeveel vertraag die beweging van ure die reisiger kan, as ons analiseer die seine wat hulle stuur na mekaar. Dit conditioning seine "presiese tyd", uitgespreek as lig polse of video oordrag horlosie.

Dit moet verstaan word dat die sein nie in reële tyd sal oorgedra word, en in die verlede, want die sein voortplanting vind by 'n sekere spoed en vereis 'n geruime tyd te reis vanaf die bron na die ontvanger.

Behoorlik skat die dialoog sein kan lei net in die lig van die Doppler-effek: deur die verwydering van die bron van die ontvanger frekwensie sein verminder, en toe nader - toename.

Die bewoording van die verklaring in 'n paradoksale situasie

Om die paradokse van sulke stories te verduidelik met 'n tweeling, kan jy twee basiese maniere gebruik:

1. A deeglike oorweging van die beskikbare logies konstrukte vir teenstrydighede en identifiseer logiese foute in die ketting van redenasie.
2. Implementering van gedetailleerde berekeninge te inhibisie feit tyd te evalueer in terme van elk van die broers.

Die eerste groep computational uitdrukkings wat gebaseer is op die stasies en in die ingevoerde traagheid verwysingstelsel. Die implikasie is dat die aspekte wat verband hou met die versnelling van die beweging is so klein in verhouding tot die algehele lengte van die vlug, dat hulle kan verwaarloos word nie. In sommige gevalle kan 'n derde traagheid verwysingsraamwerk wat beweeg deur middel van die toonbank rigting teen die reisiger en word gebruik om die oordrag van data vanaf die klok om die aarde te betree.

Die tweede groep sluit in die berekening gebou gegewe die feit dat die oomblikke versnelde beweging is steeds teenwoordig. Hierdie groep self is ook in twee groepe verdeel: een pas die teorie van swaartekrag (algemene relatiwiteit), en die ander - geen. As algemene relatiwiteit betrokke is, word aanvaar dat in die vergelyking verskyn gravitasieveld, wat ooreenstem met die versnelling stelsel, en rekening hou met die tyd verander vloeitempo.

gevolgtrekking

Alle besprekings met betrekking tot die denkbeeldige paradoks, as gevolg van 'n oënskynlike logiese fout. Maak nie saak hoe die omstandighede van die probleem is geformuleer om te verseker dat die broers het hulself in 'n heeltemal simmetriese voorwaardes, is dit onmoontlik. Dit is belangrik om in gedagte te hou dat die tyd is juis vertraag op die bewegende klok, wat het om te gaan deur middel van 'n verandering van verwysingsraamwerke, omdat die gebeurtenis gelyktydigheid is relatief.

Bereken hoeveel tyd het afgeneem vanaf die punt van die lig van elk van die broers, op twee maniere: die gebruik van die eenvoudige aksies in die raamwerk van die spesiale relatiwiteitsteorie, of fokus op die nie-traagheid verwysingsraamwerk. Die resultate van beide rekenaar kring kan onderling ooreengekom en ewe dien om te bevestig dat die bewegende klok tyd is stadiger.

Op grond hiervan, kan ons aanvaar dat die oordrag van die gedagte-eksperiment in werklikheid die een wat die plek homebody sal neem, regtig oud vinniger as die reisiger.