Δίδυμο παράδοξο (σκέφτηκε πείραμα): Επεξήγηση

Ο κύριος σκοπός του πειράματος σκέψης που ονομάζεται «δίδυμο παράδοξο» ήταν μια διάψευση της συνέπειας και της ισχύος της ειδικής θεωρίας της σχετικότητας (STR). Θα πρέπει να κάνει αμέσως μια κράτηση, ότι για οποιαδήποτε παράδοξο είναι πραγματικά έξω από το θέμα, όπως εμφανίζεται η λέξη για το θέμα, διότι η ουσία του πειράματος σκέψης αρχικά ερμήνευσε εσφαλμένα.

Η βασική ιδέα της SRT

Το παράδοξο της σχετικότητας (δίδυμα παράδοξο) αναφέρει ότι «σταθερό» παρατηρητής αντιλαμβάνεται τα κινούμενα αντικείμενα, όπως η διαδικασία επιβραδύνεται. Σύμφωνα με την ίδια αδρανειακό σύστημα αναφοράς θεωρία (ένα σύστημα στο οποίο η κίνηση των χαλαρών οργανισμών λαμβάνει χώρα ομοιόμορφα, ή είναι σε κατάσταση ηρεμίας) ίσες μεταξύ τους.

Το παράδοξο των διδύμων: εν συντομία

Λαμβάνοντας υπόψη τη δεύτερη ασυνέπεια αξίωμα προκύπτει παραδοχή της ειδικής σχετικότητας. Για να επιλύσετε αυτό το ζήτημα με σαφήνεια, ζητήθηκε να επανεξετάσει την κατάσταση με τα δύο δίδυμα αδέλφια. Ένα (σχετικά - Ξενοδοχεία) αποστέλλεται στο χώρο της πτήσης, και το άλλο (πατάτα καναπέ) αφήνεται στον πλανήτη Γη.

Η διατύπωση της διδύμων παράδοξο σε τέτοιες συνθήκες συνήθως πάει κάπως έτσι: homebody αξιολόγησης, ο χρόνος στο ρολόι, που βρίσκονται στο άτομο, κινείται αργά, πράγμα που σημαίνει ότι, όταν επιστρέψει, ο ίδιος (ο ταξιδιώτης), το ρολόι θα μείνει πίσω. Traveler, από την άλλη πλευρά, θεωρεί ότι κινείται σε σχέση με τη Γη (το οποίο είναι ένα homebody με το ρολόι), και, από την πλευρά του, ήρθε η ώρα του αδελφού του θα πάει πιο αργά.

Στην πραγματικότητα, τα δύο αδέλφια είναι ίσοι, και έτσι, όταν θα είμαστε μαζί, τις ώρες τους θα είναι το ίδιο χρονικό διάστημα. Την ίδια στιγμή στη θεωρία της σχετικότητας θα πρέπει να φροντίσουν τον αδελφό-ταξιδιώτη. Αυτή η φαινομενική παραβίαση συμμετρίας θεωρήθηκε ως ασυνέπεια της θεωρίας.

Δίδυμα παράδοξο της θεωρίας της σχετικότητας του Αϊνστάιν

Το 1905, ο Albert Einstein προέρχεται ένα θεώρημα, το οποίο ορίζει ότι, όταν στο σημείο Ένα ζευγάρι συγχρονίζονται μεταξύ τους ώρες, μπορείτε να μετακινήσετε ορισμένα από αυτά κατά μήκος μιας καμπύλης κλειστή διαδρομή με σταθερή ταχύτητα εφ 'όσον δεν είστε από Α (και σε αυτό θα πρέπει να δαπανηθούν, για παράδειγμα, t δευτερόλεπτα), αλλά αυτή τη στιγμή φθάνουν δείχνουν λιγότερο χρόνο από ό, τι τις ώρες που παρέμεινε ακόμα.

Έξι χρόνια αργότερα, η κατάσταση του παραδόξου αυτής της θεωρίας έδωσε Pol Lanzheven. «Τυλιγμένο» σε μια οπτική ιστορία, που μόλις κέρδισε τη δημοτικότητα ακόμη και μεταξύ των ανθρώπων μακριά από την επιστήμη. Κατά την άποψη του Langevin, ασυνέπειες στη θεωρία εξηγείται από το γεγονός ότι, επιστρέφοντας στη Γη, ο ταξιδιώτης κινείται γρήγορα.

Δύο χρόνια αργότερα, ο Max von Laue ήταν προχωρημένη έκδοση που δεν είναι σημαντικές στιγμές της επιτάχυνσης του αντικειμένου, και το γεγονός ότι ο ίδιος βρίσκεται σε ένα διαφορετικό αδρανειακό σύστημα αναφοράς, όταν εμφανιστεί στη Γη.

Τέλος, το 1918 ο ίδιος ο Αϊνστάιν θα μπορούσε να εξηγήσει το παράδοξο των διδύμων μέσα από την επίδραση του βαρυτικού πεδίου στην πορεία του χρόνου.

Η εξήγηση του παραδόξου

δίδυμο παράδοξο εξήγηση είναι πολύ απλή: η αρχική υπόθεση της ισότητας μεταξύ των δύο πλαισίων αναφοράς είναι λάθος. Ο ταξιδιώτης ήταν στο αδρανειακό σύστημα αναφοράς δεν είναι όλη την ώρα (αυτό ισχύει και για την ιστορία του ρολογιού).

Κατά συνέπεια, πολλοί θεώρησαν ότι η ειδική θεωρία της σχετικότητας δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να διορθώσει τη διατύπωση του παραδόξου δίδυμα, ή να λαμβάνονται συμβατά μεταξύ τους προβλέψεις.

Όλα επιλύθηκε όταν δημιουργήθηκε η γενική θεωρία της σχετικότητας. Έδωσε μια ακριβή λύση για το πρόβλημα και ήταν σε θέση να επιβεβαιώσει ότι πρόκειται για ένα ζευγάρι από αυτές θα διατηρούνται συγχρονισμένα ρολόγια που είναι σε κίνηση. Έτσι, αρχικά παράδοξο έργο έλαβε μια συνηθισμένη κατάσταση.

επίμαχα ζητήματα

Υπάρχει κερδοσκοπία ότι ο χρόνος επιτάχυνσης είναι αρκετά σημαντική για να αλλάξετε την ταχύτητα του ρολογιού. Αλλά κατά τη διάρκεια των πολλών πειραματικών δοκιμών αποδείχθηκε ότι κάτω από την επίδραση της επιτάχυνσης το πέρασμα του χρόνου δεν επιταχύνει και να επιβραδύνει.

Στο τέλος τμήμα της τροχιάς στην οποία ένας από τους αδελφούς επιτάχυνση δείχνει μόνο κάποια ασυμμετρία που προκύπτουν μεταξύ των ταξιδιωτών και την πατάτα καναπέ.

Αλλά αυτή η δήλωση δεν μπορεί να εξηγήσει γιατί ο χρόνος επιβραδύνεται μόνο σε ένα κινούμενο αντικείμενο και όχι σε ό, τι απομένει μόνο.

Έλεγχος πρακτική

Twin τύπους Παράδοξο και θεωρήματα περιγράφουν με ακρίβεια, αλλά είναι για ένα άτομο ανίκανο αρκετά δύσκολο. Για εκείνους που έχουν περισσότερο την τάση να εμπιστεύονται την πρακτική και όχι θεωρητικούς υπολογισμούς, υπήρξαν πολυάριθμα πειράματα με σκοπό να αποδείξει ή να διαψεύσει τη θεωρία της σχετικότητας.

Σε μία περίπτωση, χρησιμοποιήσαμε ένα ατομικό ρολόι. Χαρακτηρίζονται από υψηλή ακρίβεια και ελάχιστο εκτός συγχρονισμού που θα χρειαστεί περισσότερο από ένα εκατομμύριο χρόνια. Τοποθετείται σε επίπεδο επιβατών, πέταξαν γύρω από τη Γη αρκετές φορές, και μετά την παράσταση είναι αρκετά αισθητή υστέρηση του ρολογιού που δεν θα πετάξει. Και παρά το γεγονός ότι η ταχύτητα κίνησης του πρώτου ρολογιού δείγμα δεν ήταν το φως.

Ένα άλλο παράδειγμα: α μεγαλύτερη διάρκεια ζωής των μιονίων (βαριά ηλεκτρόνια). Αυτά τα στοιχειώδη σωματίδια αρκετών εκατοντάδες φορές βαρύτερο από το συνηθισμένο, έχουν αρνητικό φορτίο και σχηματίζονται στο ανώτερο στρώμα της ατμόσφαιρας της γης λόγω της δράσης των κοσμικών ακτίνων. ταχύτητά τους στη Γη μόνο για να παραχωρήσει ένα μικρό φως. Όταν αλήθεια προσδόκιμο ζωής τους (2 μικροδευτερόλεπτα), θα διασπώνται πιο γρήγορα από ό, τι αγγίξει την επιφάνεια του πλανήτη. Όμως, κατά τη διάρκεια της πτήσης, ζουν 15 φορές περισσότερο (30 μικροδευτερόλεπτα) και εξακολουθεί να επιτευχθεί ο στόχος.

Η φυσική αιτία για την ανταλλαγή σημάτων και παράδοξο

Twin Paradox εξηγεί τη φυσική και πιο προσιτή γλώσσα. Εφ 'όσον υπάρχει μια πτήση, τόσο δίδυμος αδελφός είναι εκτός της εμβέλειας του κάθε ζώνη στην άλλη και δεν μπορεί στην πράξη διασφαλίσει ότι τα ρολόγια τους που διακινούνται συγχρονισμένα. Για να προσδιοριστεί ακριβώς πόσο επιβραδύνει την κίνηση των ωρών ο ταξιδιώτης μπορεί, αν αναλύσουμε τα σήματα που στέλνουν ο ένας στον άλλο. Αυτό το κλιματιζόμενο σήματα «ακριβή χρόνο», που εκφράζεται ως παλμοί φωτός ή μετάδοσης βίντεο ρολογιού.

Θα πρέπει να γίνει κατανοητό ότι το σήμα δεν θα πρέπει να μεταδίδονται σε πραγματικό χρόνο, και στο παρελθόν, αφού η διάδοση του σήματος γίνεται σε μια ορισμένη ταχύτητα και απαιτεί κάποιο χρόνο για να ταξιδέψει από την πηγή στον δέκτη.

Σωστά εκτιμούν το σήμα διάλογος μπορεί να οδηγήσει μόνο στη θέα του φαινομένου Doppler: με την αφαίρεση της πηγής από το σήμα συχνότητας του δέκτη μειώνεται, και όταν πλησιάζει - αύξηση.

Η διατύπωση της εξήγησης σε μια παράδοξη κατάσταση

Για να εξηγήσουμε τα παράδοξα του τέτοιες ιστορίες με δίδυμα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε δύο βασικούς τρόπους:

1. Μια προσεκτική εξέταση των διαθέσιμων λογικές κατασκευάσματα για αντιφάσεις και να εντοπίσει λογικά λάθη στην αλυσίδα του συλλογισμού.
2. Εφαρμογή των λεπτομερείς υπολογισμούς για την αξιολόγηση της αναστολής του χρόνου γεγονός από την άποψη του καθενός από τους αδελφούς.

Η πρώτη ομάδα υπολογιστικών εκφράσεις με βάση τους σταθμούς και τέθηκε σε αδρανειακό σύστημα αναφοράς. Το συμπέρασμα είναι ότι οι πτυχές που σχετίζονται με την επιτάχυνση της κίνησης είναι τόσο μικρό σε σχέση με το συνολικό μήκος της πτήσης, ώστε να μπορούν να αγνοηθούν. Σε ορισμένες περιπτώσεις, μπορεί να εισέλθει ένα τρίτο αδρανειακό σύστημα αναφοράς που κινείται μέσα από την κατεύθυνση μετρητή ενάντια στο ταξιδιωτών και χρησιμοποιείται για τη μεταφορά δεδομένων από το ρολόι του στη γη.

Η δεύτερη ομάδα περιλαμβάνει τον υπολογισμό φτιαγμένα με δεδομένο το γεγονός ότι οι στιγμές επιταχυνόμενη κίνηση είναι ακόμη παρούσα. Αυτή η ίδια η ομάδα είναι επίσης χωρίζεται σε δύο ομάδες: η μία εφαρμόζει τη θεωρία της βαρύτητας (γενική σχετικότητα), και το άλλο - όχι. Αν η γενική σχετικότητα συμμετέχει, γίνεται δεκτό ότι στην εξίσωση εμφανίζεται βαρυτικό πεδίο, το οποίο αντιστοιχεί στο σύστημα επιτάχυνσης, και λαμβάνει υπόψη την ταχύτητα ροής αλλαγή του χρόνου.

συμπέρασμα

Όλες οι συζητήσεις που σχετίζονται με το φανταστικό παράδοξο, οφείλεται σε μια φαινομενική λογικό σφάλμα. Δεν έχει σημασία πόσο οι συνθήκες του προβλήματος έχουν διατυπωθεί για να εξασφαλίσει ότι οι αδελφοί βρέθηκαν σε μια εντελώς συμμετρική συνθήκες, είναι αδύνατο. Είναι σημαντικό να έχουμε κατά νου ότι ο χρόνος επιβραδύνεται ακριβώς το κινούμενο ρολόι, το οποίο έπρεπε να περάσουν από μια αλλαγή των πλαισίων αναφοράς, επειδή η ταυτόχρονη εκδήλωση είναι σχετική.

Υπολογίστε πόσο χρόνο έχει επιβραδυνθεί από την άποψη του καθενός από τους αδελφούς, με δύο τρόπους: χρησιμοποιώντας τις απλές ενέργειες στο πλαίσιο της ειδικής θεωρίας της σχετικότητας, ή με επίκεντρο το πλαίσιο αναφοράς μη αδρανειακό. Τα αποτελέσματα και των δύο κυκλωμάτων υπολογιστών μπορεί να συμφωνείται από κοινού και εξίσου χρησιμεύουν για να επιβεβαιώσετε ότι το κινούμενο ρολόι του χρόνου είναι πιο αργή.

Σε αυτή τη βάση, μπορούμε να υποθέσουμε ότι η μεταφορά του νοητικό πείραμα στην πραγματικότητα αυτός που θα πάρει τη θέση homebody, πραγματικά γεράσει γρηγορότερα από τον ταξιδιώτη.