Twilling paradoks (gedachte eksperimint): Taljochting

It wichtichste doel fan in gedachte eksperimint neamd "twin paradoks" wie in wjerlizzing fan de gearhing en de jildigens fan de spesjale relativiteitsteory (STR). It moat fuortendaliks meitsje in reservaat, dat likernôch eltse paradoks is werklik út 'e fraach, sa't it wurd ferskynt yn it ûnderwerp, omdat it wêzen fan' e gedachte eksperimint wie oarspronklik ferkeard útlein.

De basis idee fan SRT

De paradoks fan relativiteitsteory (twilling paradoks) stelt dat "fêste" waarnimmer docht it ferpleatsen fan objekten lykas it proses vertraagt. Yn oerienstimming mei deselde teory inertial ferwizing system (in systeem wêryn de beweging fan losse lichems komt uniformly, of se binne op rêst) gelyk oan elkoar.

De paradoks fan de twilling: koart

Oerwagende de twadde postulate brek oan konsekwintens ûntstiet oanname fan de spesjale relativiteitsteory. Te lossen dúdlik, waard frege om de situaasje mei de twa twilling broers. One (relatyf - Traveler) wurdt stjoerd oan de romte flecht, en de oare (couch potato) is oerbleaun op 'e planeet Ierde.

De formulearring fan de twilling paradoks yn sokke omstannichheden meastentiids giet as dit: Assessment homebody, tiid op 'e klok, dy't by de reizger, beweecht stadich, wat betsjut dat doe't er jout, hy (de reizger), de klok sil falle achter. Reizger, oan 'e oare kant, sjocht dat it ferhuzet fergelike mei de Ierde (dat is in homebody mei syn klok), en, út syn perspektyf wei, it wie syn broers tiid sil gean stadiger.

Yn feite, de twa bruorren gelyk is, en dus, doe't se sille tegearre, harren oeren sil deselde tiid. Tagelyk op 'e relativiteitsteory It moat bliuwe watch broer-reizger. Dit skyn skeining fan symmetry waard sjoen as in brek oan konsekwintens fan de teory.

Twins paradoksalens fan Einstein syn relativiteitsteory

Yn 1905, Albert Einstein ôflaat in stelling, dy't stelt dat doe in punt In pear syngronisearre mei inoar oeren, kinne jo in pear fan harren lâns in bûgde sletten paad mei in konstante snelheid sa lang as se binne net makke fan A (en oan dizze it wurdt bestege, bygelyks, t sekonden), mar op it stuit se wer sjen litte minder tiid as de oeren dy't bleau noch.

Seis jier letter, de status fan 'e paradoks fan dizze teory joech Pol Lanzheven. "Wrapped" yn in byldzjende ferhaal, sy gau krige populariteit ek tusken minsken fier fan wittenskip. Yn 'e miening fan' e Langevin, inconsistencies yn 'e teory ferklearre troch it feit dat, werom nei de ierde, de reizger wie moving hurd.

Twa jier letter, Max von Laue wie avansearre ferzje dat is net wichtige mominten fan de fersnelling fan it objekt, en it feit dat er fynt himsels yn in oar inertial referinsjeramt, as it ferskynt op Ierde.

Ta beslút yn 1918 Einstein himsels koe ferklearje de paradoks fan twillings troch de ynfloed fan 'e gravitasjonele fjild op' e rin fan de tiid.

De útlis fan 'e paradoks

twin paradoks útlis is hiel simpel: de oarspronklike ferûnderstelling fan gelikensens tusken de twa referinsjeramten is ferkeard. De reizger waard yn de inertial referinsje systeem wurdt net de hiele tiid (dit jildt ek foar de skiednis fan 'e klok).

As konsekwinsje, in soad fielde dat de spesjale relativiteitsteory kin net brûkt wurde om te ferbetterje de formulearring fan de twilling paradoks, of krige net wurkje mei elkoar foarsizzings.

Alles waard oplost doe't it waard skepen de algemiene relativiteitsteory. Se joech in eksakte oplossing foar it probleem en wie by steat om te befêstigjen dat in pear syngronisearre klokken sille de lju dy't yn beweging. Dus ynearsten paradoksale taak krige in gewoane status.

contentious saken

Der is spekulaasjes dat de fersnellings tiid is fan betsjutting genôch te feroarjen de klok snelheid. Mar ûnder it tal fan eksperimintele testen waard sjen litten dat ûnder de ynfloed fan accelerating de passaazje fan de tiid net verhaasten en decelerate.

Yn de ein diel fan it trajekt dêr't ien fan de bruorren flugger toant allinnich wat asymmetry dy't fuortkomme tusken de reizger en de bank potato.

Mar dizze ferklearring kin net útlizze wêrom't de tiid wurdt rêstich krekt op in ridende foarwerp en net yn wat bliuwt allinnich.

kontrolearje praktyk

Twin Paradox formules en stellingen beskriuwe krekt, mar it is foar in persoan incompetent hiel dreech. Foar harren dy't mear oanstriid en fertrout de praktyk ynstee teoretyske berekkenings, hawwe der tal fan eksperiminten rjochte te bewizen of weerlezen de relativiteitsteory.

Yn ien gefal, we brûkt in atomêre klok. Se wurde karakterisearre troch hege-presyzje, en minimum út syngronisaasje se sille nedich hawwe mear as ien miljoen jier. Pleatst yn in passazjiersfleantúch, fleagen se om 'e ierde meardere kearen, en nei de foarstelling is hiel merkber lag fan' e klok, dat sil net fleane. En nettsjinsteande it feit dat de beweging snelheid fan de earste stekproef klok wie net it ljocht.

In oar foarbyld: in langer libben fan muons (swiere elektroanen). Dy elemintêre dieltsjes fan inkele hûnderten kearen swierdere dan normaal, hawwe in negative lading hat en wurde foarme yn de boppeste laach fan 'e ierde syn atmosfear as gefolch fan de aksje fan Kosmyske strielen. Harren snelheid nei ierde allinne te ynskikke in bytsje ljocht. Doe't harren wiere libbensferwachting (2 microseconds), sy soenen it ferfal earder as reitsje it oerflak fan 'e planeet. Mar yn 'e rin fan' e flecht, hja libje 15 kear langer (30 microseconds) en noch berikken it doel.

De fysike reden foar de útwikseling fan sinjalen en paradoks

Twin Paradox ferklearret de natuerkunde en tagonkliker taal. Salang't der in flecht, sawol twillingbroer binne út berik fan elk sône nei in oare en kin net yn praktyk soargje derfoar dat harren klokken binne moving synchronously. Om fêst te stellen krekt hoefolle vertraagt de beweging fan de oeren de reizger kin, as wy analysearje de sinjalen dat se stjoere nei elkoar. Dat conditioned sinjalen "sekuere tiid", ferwurde as ljocht pulses of fideo heechspanningslieding klok gesicht.

Dêrby moat begrepen dat it sinjaal sil net oerdroegen wurde yn echte tiid, en yn it ferline, sûnt it sinjaal fuortplanting plakfynt op in bepaalde snelheid en freget wat tiid om te reizgjen fan de boarne oant de ûntfanger.

Goed skatte de dialooch sinjaal kin resultearje allinnich yn each fan 'e Doppler effekt: troch it fuortsmiten fan de boarne fan de ûntfanger frekwinsje signaal wurdt werombrocht, en doe't tichterby - tanimmen.

De formulearring fan de útlis yn in paradoksale situaasje

Om ferklearjen de paradoksen fan sokke ferhalen mei in twilling, kinne jo gebrûk meitsje fan twa basic manieren:

1. In soarchfâldige ôfwaging fan de beskikbere logyske Constructs foar tsjinstellings en identifisearje logyske flaters yn de string fan redenearring.
2. Útfiering fan detaillearre berekkeningen te beoardieljen remming feit tiid yn termen fan elk fan 'e bruorren.

De earste groep kompjûtasjonele útdrukkings basearre op de stasjons en ynfierd yn de inertial referinsje systeem. It oanbefelingen is dat de aspekten ferbân mei de fersnelling fan de beweging is sa lyts yn relaasje ta de totale lingte fan 'e flecht, dat se kinne wurde ferwaarleazge. Yn guon gefallen, kinne jo in tredde inertial referinsjeramt dy't beweecht troch de teller rjochting tsjin de reizger en wurdt brûkt om oerdrage gegevens út syn klok oan 'e ierde.

De twadde groep befettet berekkenjen boude sjoen it feit dat de stuiten flugger beweging is noch altyd oanwêzich. Dizze groep sels wurdt ek ûnderferdield yn twa groepen: men hantearret de teory fan de swiertekrêft (algemiene relativiteitsteory), en de oare - nee. As algemiene relativiteitsteory is belutsen, dan wurdt oannommen dat dat yn de fergeliking ferskynt gravitasjonele fjild, dy't oerienkomt mei de fersnellings systeem, en wurdt rekken hâlden mei de tiid feroarje flow rate.

konklúzje

Alle diskusjes yn ferbân mei de tinkbyldige paradoks, fanwege in skynber logyske flater. Gjin saak hoe't de betingsten fan it probleem binne formulearre om te soargjen dat de bruorren harren yn in folslein symmetrysk betingsten, it is ûnmooglik. It is wichtich om te dragen yn gedachten dy tiid wurdt rêstich krekt op 'e ridende klok, dy't moast gean troch in feroaring fan ferwizing frames, omdat de simultaneity fan eveneminten is relatyf.

Berekkenje hoefolle tiid hat rêstich út it eachpunt fan elk fan 'e bruorren, yn twa manieren: mei help fan de ienfâldige aksjes yn it ramt fan de spesjale relativiteitsteory, of yn te setten op' e non-inertial referinsje frame. De resultaten fan beide Computing circuit kin elkoar iens op en likegoed tsjinje om te befêstigjen dat de ridende klok tiid is stadiger.

Op grûn dêrfan, kinne wy oannimme dat de oerdracht fan de gedachte eksperimint yn wurklikheid dyjinge dy't sil nimme it plak homebody, echt groeie âlde flugger as de reizger.