Paradoks blizanaca (misaoni eksperiment): objašnjenje

Glavna svrha misli eksperimenta pod nazivom „paradoks blizanaca” bio je pobijanje dosljednosti i valjanosti specijalnoj teoriji relativnosti (STR). To bi trebao odmah napraviti rezervaciju, da o bilo paradoksalno zapravo ne dolazi u obzir, jer je riječ prikazuje u temu, jer je suština misli eksperimenta je prvobitno pogrešno tumači.

Glavna ideja SRT-a

paradoks teorija relativnosti (paradoks blizanaca) navodi da "nepomičan" promatrač percipira procese pomicanja predmeta kao usporavanja. U skladu s istim teorije inercijskog referentnog sustava (sustav u kojem je kretanje slobodnih tijela nastaje jednoliko, ili su u mirovanju) jednak jedni druge.

Paradoks blizanaca: kratko

Uzevši u obzir drugi postulat, nastaje pretpostavka nedosljednosti posebna teorija relativnosti. Kako bi vizualno riješio taj problem, predloženo je razmotriti situaciju s dvojicom braće. Jedan (uvjetno - putnik) šalje se na svemirski let, a drugi (homebody) ostaje na planeti Zemlji.

Tekst blizanci paradoksa u takvim uvjetima obično ide ovako: homebody procjena, vrijeme na satu, koji su na putnik, polako, što znači da kad se vrati, on je (putnik), sat će zaostati. Putnik, s druge strane, vidi da se kreće u odnosu na Zemlju (što je homebody sa satom) i iz njegove perspektive, bilo je vrijeme njegovog brata će ići sporije.

Zapravo, i braća su u ravnopravnim uvjetima, što znači da će, kad budu zajedno, njihovo vrijeme jednako na njihovim satovima. Istodobno, prema teoriji relativnosti, upravo sat bratova putnika trebao bi zaostajati. Takvo kršenje očite simetrije smatralo se nedosljedom odredbi teorije.

Paradoks blizanaca iz teorije relativnosti Einsteina

Godine 1905. Albert Einstein je izveden jedan teorem, u kojem se navodi da kada je u pitanju Par sinkronizirani jedni s drugima sati, možete premjestiti neke od njih uzduž zakrivljenog zatvorenom putu s konstantnom brzinom sve dok se oni ne izrađeni od A (i to to će biti utrošen, na primjer, t sekundi), ali u ovom trenutku oni stići pokazati manje vremena nego sate koji su ostali i dalje.

Šest godina poslije, status paradoksa ove teorije daje Paul Langevin. "Zamotan" u vizualnoj povijesti, uskoro je stekao popularnost čak i među ljudima daleko od znanosti. Prema samom Langevinu, nedosljednosti u teoriji objašnjavale su činjenicom da se, putujući na Zemlju, putnik ubrzao.

Dvije godine kasnije, Max von Laue je napredna verzija koja nije značajna trenuci ubrzanje objekta, kao i činjenica da se nađe u nekom drugom inercijski referentni okvir, kada se pojavi na Zemlji.

Konačno, 1918. godine, Einstein je mogao objasniti paradoks dvaju blizanaca kroz utjecaj gravitacijskog polja na tok vremena.

Objašnjenje paradoksa

Paradoksalno objašnjenje blizanaca je prilično jednostavna: početna pretpostavka jednakosti između dva referentna okvira nije točna. Putnik nije ostao u inercijalnom referentnom okviru (ovo se također odnosi i na povijest sata).

Kao posljedica toga, mnogi smatraju da se posebna teorija relativnosti ne može upotrijebiti za ispravno formuliranje paradoksa blizanaca, inače se dobivaju nedosljedna predviđanja.

Sve je riješeno kad je stvoreno opća teorija relativnosti. Dala je točno rješenje za postojeći zadatak i uspjela potvrditi da će par sinkroniziranih satova zaostajati za onima koji su u pokretu. Tako je u početku paradoksalna zadaća rangirana kao obična.

Kontroverzni trenuci

Postoje prijedlozi da je okretni moment ubrzanja dovoljno značajan za promjenu brzine sata. No, tijekom brojnih eksperimentalnih provjera dokazano je da se djelovanjem ubrzanja kretanje vremena ne ubrzava niti usporava.

Kao rezultat toga, segment trajektorije, u kojem je jedna od braće ubrzana, pokazuje samo neku nesimetriju između putnika i boravka kod kuće.

No, ova izjava ne može objasniti zašto se vrijeme usporava upravo od pokretnog objekta, a ne onog što ostaje u mirovanju.

Provjera prakse

Paradoks blizanaca formula i teorema opisuje točno, ali vrlo je teško za nesposobnu osobu. Za one koji su skloniji vjerovanju u praksu, a ne teoretske izračune, provedeni su brojni eksperimenti čija je svrha bila dokazati ili opovrgnuti teoriju relativnosti.

U jednom od slučajeva, atomski sat. Oni se razlikuju po hiper-preciznosti, a za minimalnu desinkronizaciju trebat će više od milijun godina. Smješteni na putničkom avionu, nekoliko puta su letjeli oko Zemlje i nakon toga su pokazali prilično zamjetljivo zaostajanje od onih sati koji nisu letjeli nigdje. I to unatoč činjenici da je brzina kretanja prvog uzorka sata bila daleko od svjetla.

Drugi primjer: duži život muona (teških elektrona). Ove elementarne čestice su nekoliko stotina puta teže od uobičajene, imaju negativni naboj i nastaju u gornjem sloju Zemljine atmosfere zbog djelovanja kozmičkih zraka. Brzina njihovog kretanja prema Zemlji je samo malo manja od svjetlosne brzine. S njihovim pravim životnim vijekom (za 2 mikrosekunde), oni bi se raspadali prije nego što dodirnu površinu planeta. No, u procesu letenja, oni žive 15 puta duže (30 mikrosekundi) i još uvijek postižu cilj.

Fizički uzrok paradoksa i razmjena signala

Paradoks fizike blizanaca objašnjava i pristupačniji jezik. Dok je let u tijeku, obje su bračne blizine međusobno izvan dosega i ne mogu se u praksi pobrinuti da se njihovi satovi kreću u sinkronizmu. Moguće je precizno utvrditi koliko je pokret putnika usporen analiziranjem signala koji će poslati jedni drugima. To su uvjetni signali "točnog vremena", izraženi kao svjetlosni impulsi ili video prijenos satnog lica.

Treba razumjeti da je signal neće se prenositi u stvarnom vremenu, te u prošlosti, jer je signal razmnožavanje odvija na određenom brzinom i zahtijeva određeno vrijeme za putovanje od izvora do prijemnika.

Ispravno procjenjuje rezultat signala dijaloga može biti učinjeno samo s Doppler učinak: kada je izvor uklonjen iz prijemnika, frekvencija signala će se smanjiti, a pri približavanju, to će se povećati.

Formulacija objašnjenja u paradoksalnim situacijama

Kako bi objasnili paradokse takvih priča s blizancima, mogu se koristiti dva glavna načina:

1. Pažljivo razmatranje postojeće logičke konstrukcije za predmet proturječnosti i identifikaciju logičnih pogrešaka u lancu razmišljanja.
2. Realizacija detaljnih izračuna kako bi se procijenila činjenica inhibicije vremena sa stajališta svake od braće.

Prva grupa obuhvaća računalne izraze na temelju SRT i upisan je u inercijalni referentni okviri. Ovdje se misli da su trenutci povezani s ubrzanjem kretanja toliko mali u odnosu na ukupnu duljinu leta da ih se može zanemariti. U nekim slučajevima može se uvesti treći inercijalni referentni sustav koji napreduje u suprotnom smjeru s obzirom na putnika i služi za prijenos podataka sa svog sata na Zemlju.

Druga grupa uključuje izračune na temelju činjenice da su trenutci ubrzanog gibanja i dalje prisutni. Ova grupa je također podijeljena u dvije podgrupe: jedna upotrebljava teoriju gravitacije (GTR), a druga ne. Ako se uključi GRT, podrazumijeva se da jednadžba uključuje gravitacijsko polje koje odgovara ubrzanju sustava i uzima u obzir promjenu brzine protoka vremena.

zaključak

Sve diskusije vezane uz imaginarni paradoks posljedica su samo očite logičke pogreške. Bez obzira na to kako su formulirani uvjeti zadatka, nemoguće je osigurati da braća budu potpuno simetrični. Važno je uzeti u obzir da se vrijeme usporava upravo na pokretnim satovima, koji su morali proći kroz promjenu referentnih okvira, jer je istodobnost događaja relativna.

Izračunajte koliko vremena je usporen s gledišta svakog od braće, na dva načina: pomoću jednostavne radnje u okviru specijalnoj teoriji relativnosti, ili s naglaskom na ne-inercijskog referentnog okvira. Rezultati oba računanje sklop može se međusobno dogovoriti, a jednako služi za potvrdu da je kretanje sat vremena je sporiji.

Na toj osnovi, može se pretpostaviti da kad prenesete mentalni eksperiment u stvarnost, onaj tko preuzme mjesto kućnog tijela stvarno će stari brže od putnika.