Парадокс на близнаците

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към: навигация, търсене

Парадокс на близнаците е мисловен експеримент, илюстриращ едно от следствията на специалната теория на относителността, а именно, че времето тече различно в неинерциални отправни системи особено при скорости, близки до скоростта на светлината.

Същност[редактиране | edit source]

Ако си представим двама близнаци и единият от тях замине на междузвездно пътешествие със скорост, близка до скоростта на светлината, то при завръщането си той ще е по-млад от своя брат. Парадоксът се състои в това, че макар всеки един от близнаците да вижда времето да тече по-бавно за другия, по-млад се оказва този, който прави междузвездното пътешествие. Ситуацията е необичайна, но в нея няма вътрешно противоречие. Подобен експеримент, показващ забавяне на времето, е правен реално с двойка синхронизирани атомни часовници. При качване на единия на изкуствен спътник на Земята, който се движи със скорост между 8 и 11 km/s, той започва да изостава.

МИСЛЕН ОПИТ , С КОЙТО СЕ ОБЯСНЯВА ПАРАДОКСА НА БЛИЗНАЦИТЕ[редактиране | edit source]

ИЗТЕГЛЕТЕ ОПИСАНИЕТО С ФОРМУЛИ[редактиране | edit source]

Влак, се движи със скорост около 283000 км/s. При тази скорост, коефициентът на лоренц е 1/3. Това означава, че спрямо пътник от влака, часовниците на гарата ще отчитат времето 3 –пъти по-бавно, а разстоянието между две гари пътникът ще измери 3 – пъти по-късо. Обратното: Стрелочникът от гарата ще забележи, че часовниците във влака изостават, като на всеки три часа отчитат само 1 час, а влакът измерен от стрелочника е 3 –пъти по-къс от собствената му дължина. Влакът идва от някъде, минава през София без да спре, продължава за Бургас и от ново без да спре подминава гара Бургас. В нашия опит, разстоянието съвсем не е такова каквото го знаем. Затова ще приемем ,че разстоянието между София и Бургас е 60 пъти разстоянието от земята до слънцето. Движейки се със 283 000 км/s,влакът може да измине това разстояние за 9 часа. Близнаците Красимир и Петър чакат влака в София. Красимир ще пътува за Бургас. Но тъй като влакът никога не спира, Красимир ще се ускори с мотоциклета си и в движение ще се метне на влака. Петър е само изпращач. Във влака пътува Марийка. Когато влакът почти се изравни с гара София, часовникът на гара София сочи 00:00 ч. Петър сравнява часовникът на гара София и часовникът на гара Бургас. И двата часовника сочат едно и също време 00:00 ч. Марийка също сравнява двата часовника от позицията си на пътник. Часовникът в София показва 00:00 часа. Какво показва часовникът на гара Бургас според Марийка? Преди да го пресметнем , трябва да знаете, че според лоренцовите преобразувания: ако два часовника, с някаква дистанция между тях, показват едно и също време спрямо един наблюдател, то същите два часовника ще показват различно време спрямо наблюдател движещ се със скорост близка до скоростта на светлината по отношение на първия наблюдател. Следвайки това правило, конкретно за нашия опит Марийка ще отчете по часовника на гара Бургас 08:00 ч. И така Петър отчита 00:00 ч. по часовника на гара Бургас, а Марийка отчита 08:00 по същия часовник на гара Бургас. Преди Красимир да се метне на влака, той вижда по часовника в Бургас, това което вижда и брат му Петър, а именно 00:00 ч. След като се метне на влака , Красимир се превръща в спътник на Марийка, така че няма как да вижда нещо по различно от това , което тя вижда. А тя вижда часовника в Бургас да сочи 08:00 ч. Красимир е „ длъжен” да види по часовника на Бургас 08:00 ч. Да обобщим, какво се случи: Преди да се качи на влака , Красимир отчита по часовника на гара Бургас 00:00 ч. След като е вече във влака, той отчита по часовника на гара Бургас 08:00 ч. оказва се, че за краткото време на ускорение, според Красимир стрелките на Бургаския часовник видимо се превъртат с 8 часа напред. Когато се метне на влака, Красимир ще измери 3 пъти по-малко разстояние между София и Бургас, което е 20 пъти разстоянието Земя –Слънце. Това разстояние влакът ще измине не за 9 часа, а за 3 часа. Тези 3 часа пътуване Красимир отчита по часовника във влака. Но според Красимир, часовникът на гара Бургас и часовникът на гара София вървят 3 пъти по-бавно. Така, че докато Красимир пътува 3 часа, часовниците в Бургас и София ще добавят още по един час, към предишните си показания: 8+1=9 за часовника в Бургас и 0+1=1 за часовника в София. Когато Красимир стигне гара Бургас, часовникът в Бургас вече ще сочи 09:00 ч, а часовникът в София 01:00 ч.Тъй като е в непосредствена близост до часовника в Бургас, след като Красимир скочи от влака на гара Бургас, часовникът няма да си промени положението на стрелките, ще се запази 09:00 ч. За това пък часовникът в София ще превърти стрелките си с 8 часа на пред по същата логика, по която в началото на пътуването, часовникът в Бургас беше си преместил стрелките с 8 часа на пред. Така и в София ще се получи 1+8 =9. Красимир е вече слязъл от влака и според него и двата часовника в Бургас и София показват едно и също време 09:00ч. По горе споменахме, че разстоянието София -Бургас може да се измине за 9 часа. След като влакът достигне гара Бургас, Петър ще прибави това време към двата часовника и ще се получи 0+9 =9 . И според Петър часовниците в Бургас и София ще показват един и същи час 09:00 ч. такъв, какъвто го вижда и Красимир. Ето че няма конфликт на отчитане по часовниците. Няма парадокс.


Външни препратки[редактиране | edit source]