双子のパラドックス（思考実験）：説明

「双子のパラドックス」と呼ばれる思考実験の主な目的は、特殊相対性理論（STR）の一貫性と妥当性の反論でした。 それはすぐに思考実験の本質はもともと間違って解釈されたため、言葉は、件名に表示されるについてのパラドックスは、問題外であることを実際に、予約をする必要があります。

SRTの基本的な考え方

パラドックス 相対性理論 （双子のパラドックス）はプロセスが遅くなるように「固定」観察者が移動物体を知覚することを述べています。 互いに等しい同じ理論慣性基準システム（ルーズ体の移動が均一に発生し、またはそれらは静止時であるシステム）に従って。

双子のパラドックス：簡単に

第二公準の矛盾を考慮すると仮定起こる特殊相対性理論のを。 明らかにこの問題を解決するには、それは、二つの双子の兄弟の状況を確認することが要求されました。 1 - 地球上で（比較的旅行者）は、宇宙飛行に送信され、他の（カウチポテト）が残っています。

彼が戻ったとき、彼（旅行者）、クロックが遅れることを意味し、ゆっくりと移動する旅行者にありアセスメントマイホーム、時計の時刻、：このような状況での双子のパラドックスの文言は、通常はこのように書きます。 旅行者は、他の一方で、彼の視点から、それは彼の兄弟の時間がもっとゆっくり行くだろうし、それは（そのクロックとマイホームである）地球に対して移動することを見て、と。

実際には、2人の兄弟は同じであり、したがって、彼らは一緒になるとき、その時間は同じ時間になります。 相対性理論に同時にそれは兄-旅行者を見ておく必要があります。 対称性のこの明らかな違反は、理論の矛盾と見られていました。

アインシュタインの相対性理論のツインズパラドックス

1905年、アルバート・アインスタイン時点で互いに時間と同期のペアは、あなたがいる限り、彼らはAで作られた（およびこれにしていないような一定の速度でカーブし、閉じたパスに沿ってそれらのいくつかを動かすことができると述べている定理を、派生しましたそれは）、例えば、t秒を費やしされますが、現時点では、彼らはまだ残って時間未満の時間を示して到着します。

6年後、この理論のパラドックスの状況は、ポルLanzhevenを与えました。 「ラップ」のビジュアル物語の中で、彼女はすぐにでも遠く科学から人々の間で人気を得ました。 ランジュバンの意見では、理論的には矛盾が地球に戻って、旅行者が急速に動いていた、という事実によって説明します。

2年後、マックス・フォン・ラウエは、高度なオブジェクトの加速の重要な瞬間ではないバージョン、そしてそれは地球上で表示されたとき、彼は、参照の異なる慣性フレームで自分自身を発見したという事実でした。

最後に1918年にアインシュタイン自身が時間のコース上の重力場の影響による双子のパラドックスを説明できます。

パラドックスの説明

双子のパラドックスの説明は非常に簡単です：参照の2つのフレーム間の平等の元の仮定が間違っています。 旅行者は、慣性基準システムにあった（これはまた、時計の歴史にも適用される）すべての時間ではありません。

その結果、多くは特殊相対性理論は、双子のパラドックスの文言を修正するために使用され、または互いに予測と互換性が得られないことを感じました。

それが作成されたときにすべてが解決された 一般相対性理論を。 彼女与えたAN厳密解のためのインクルード問題せたことを確認することをそのISのA組のそれら意志キープ同期したクロックというアールの動き。 だから、最初は逆説的なタスクは、通常の状態を受け取りました。

争点

加速時間は、クロック速度を変更するのに十分な重要であるとの憶測もあります。 しかし、数多くの実験的試験の間にそれは時間の経過を加速の影響を受けて加速し、減速していないことが示されました。

兄弟の一つが加速た軌道の端部に旅行者とカウチポテトとの間に生じる一部のみ非対称性を示しています。

時間はちょうど移動物体ではなく一人で残っているものの中に鈍化しているしかし、なぜこの文は説明することはできません。

練習をチェック

ツインパラドックス式と定理は正確に記述し、それは人の無能のために非常に困難です。 練習ではなく、理論計算を信頼する方が傾斜している人のために、相対性理論を証明または反証することを目的とした多くの実験が行われています。

あるケースでは、我々は、使用原子時計を。 これらは、高精度を特徴としている、と最小の同期のうち、彼らは百万人以上の年が必要になります。 旅客機に配置された、彼らは地球の数倍の周りに飛んで、そしてショーの後飛べないだろう時計のかなり目立つ遅れです。 とにもかかわらず、インクルードという事実インクルード運動スピードザ最初のサンプルクロックはなかったザ・ライト。

別の例：ミュオンの長寿命化（重い電子）。 通常より重い倍の数百のこれらの基本粒子は、負電荷を有し、そしてによる宇宙線の作用に地球の大気の上層に形成されています。 少しだけ光を認めるために地球に彼らのスピード。 ときに自分の本当の平均余命（2マイクロ秒）、彼らはすぐに惑星の表面に触れるよりも減衰でしょう。 しかし、飛行の過程で、彼らは15倍長く（30マイクロ秒）を生き、まだ目標を達成します。

信号やパラドックスを交換するための物理的な理由

ツインパラドックスは、物理学、よりアクセス可能言語について説明します。 長いフライトがあるので、両方の双子の兄弟別に各ゾーンの範囲外であり、実際にはそのクロックが同期移動していることを保証することはできません。 時間の動きを遅くする正確にどのくらいかを決定するために旅行することができ、我々は、彼らが相互に送信信号を解析する場合。 この条件付け信号「正確な時間」、表現としての光パルスまたは映像伝送クロックの顔。

信号の伝播が一定の速度で発生し、受信機にソースから移動するいくつかの時間を必要とするための信号が、リアルタイムで、過去に送信されないことを理解すべきです。

適切に推定インクルード対話信号缶結果のみでビューザドップラー効果：によって削除ザ・ソースからインクルード受信機周波数信号であり、減少した、とするとき近づいて - 増加。

逆説的な状況での説明の文言

双子で、このような話のパラドックスを説明するために、次の2つの基本的な方法を使用することができます。

1. 矛盾のために使用可能な論理構造を慎重に検討し、推論のチェーンの論理エラーを識別します。
2. 兄弟のそれぞれの観点から禁止ファクト時間を評価するための詳細な計算の実施。

第一群の計算式局に基づくとに入力された慣性基準システム。 含意は、移動の加速度に関連する態様は、それらが無視できることを、飛行の全体の長さに関連して非常に小さいことです。 いくつかの場合において、旅行者に対してカウンター方向を通って移動し、地球上の彼の時間のデータを転送するために使用される第三の慣性基準フレームを導入することができます。

第2のグループは、モーメントは動きが依然として存在して加速するという事実所与内蔵計算することを含みます。 このグループ自体は、2つのグループに分けられる：一つは重力の理論（一般相対性理論）、および他の適用 - ありません。 一般相対性理論が関与している場合は、式に加速システムに対応し、考慮時間変更の流量を取る重力場を、表示されていることを想定しています。

結論

見せかけの論理エラーによる虚パラドックスに関連するすべての議論、。 問題の条件は兄弟が完全に対称な条件で自分自身を発見したことを確認するために策定されているかに関係なく、それは不可能です。 イベントの同時性は相対的であるため、時間が、参照フレームの変更を通過しなければならなかった移動クロック、上で正確に鈍化していることを念頭に置くことが重要です。

二つの方法で、兄弟のそれぞれの視点から鈍化しているどのくらいの時間を計算：特殊相対性理論の枠組みの中で簡単な操作を使用して、または非慣性基準フレームに焦点を当てました。 両方の演算回路の結果は、相互に合意と等しく移動クロック時間が遅いことを確認するのに役立つことができます。

これに基づき、我々は現実に思考実験場所のマイホームを取る1の転送は、本当に旅行者よりも早く老いと仮定することができます。