Парадокс близнецов [теория относительности]

http://www.relativity.ru/articles/twins-paradox.shtml

http://www.astrogalaxy.ru/218.html

http://paradox-of-twins.net.ru/paradox.html



Может кто поможет понять, нашел пару описаний, но все примеры как-то основаны на кажущемся\видимом, и я склепал такой-же

Код (Text):

1.     [A] 0----------1----------2----------3----------4----------5----------6 [B]

1. Расстояние от A до B = 1800000 км

2. Из A вылетает корабль в направлении B, там мгновенно разворачивается и летит обратно

3. Из A (через секунду после взлета корабля) начинают вылетать импульсы света(с частотой 1 имп/сек) в направлении B

4. И свет и корабль движутся с постоянной скоростью 300000 км/с



Выбранное расстояние и цифры показывают, что кораблю лететь 6 сек. в одну сторону

Представим что каждый импульс света несет кадр изображения точки A, скорость корабля и света одинакова, но т.к. импульсы пошли через секунду после старта, то они всегда будут отставать от корабля на это время ПОКА он движется в одну с ними сторону

Код (Text):

1.    0[A] k------------------------------------------------------------------ [B]
2.    1[A] *----------k------------------------------------------------------- [B]
3.    2[A] *----------*----------k-------------------------------------------- [B]
4.    3[A] *----------*----------*----------k--------------------------------- [B]
5.    4[A] *----------*----------*----------*----------k---------------------- [B]
6.    5[A] *----------*----------*----------*----------*----------k----------- [B]
7.    6[A] *----------*----------*----------*----------*----------*----------k [B]

Теперь корабль мгновенно разворачивается и летит обратно НАВСТРЕЧУ импульсам(кадрам изображения), путь и время для встречи им нужно пройти меньший, таким образом на 6.5 секунде корабль встречает первое изображение А (то которое было послано в 1-ю секунду полета корабля), дальше он получает все 12 импульсов каждых пол секунды (последний уже в точке А)

Код (Text):

1.    6[A] *----------*----------*----------*----------*----------*----------k [B]
2.  6.5[A] -----*----------*----------*----------*-----------*---------*k----- [B]
3.    7[A] *----------*----------*----------*----------*----------*k---------- [B]
4.  7.5[A] -----*-----------*---------*----------*-----------*k--------------- [B]
5.    8[A] *----------*----------*----------*----------*k--------------------- [B]
6.  8.5[A] -----*-----------*----------*---------*k--------------------------- [B]
7.    9[A] *----------*----------*----------*k-------------------------------- [B]
8.  9.5[A] -----*-----------*---------*k-------------------------------------- [B]
9.   10[A] *----------*----------*k------------------------------------------- [B]
10. 10.5[A] -----*-----------*k------------------------------------------------ [B]
11.   11[A] *----------*k------------------------------------------------------ [B]
12. 11.5[A] -----*k------------------------------------------------------------ [B]
13.   12[A] *k----------------------------------------------------------------- [B]

Получается касманафт летя в точку B плевал в потолок, а на обратном пути посмотрел кино в ускоренном тепме, вроде все логично как в жизни, но как он оказался моложе того, кто был в точке А?

Вернее меня он и не интересует, пускай дерево пролетало в таком стиле, я попробую по срезу ствола определить возраст, ещё лучше пустой корабль, по распаду его изотопов наверное можно, лишь бы без иллюзорных\зрительных эффектов(зависящих от скорости передачи информации)

 

...но как он мог состарится?

Вообще-то, это на Земле (покоящейся системе в твоем случае) время больше "натикало", так что космонавт прилетел молодым.







Хотя, может, я тебя не понял.

[add]

Пока писал формулу, уже поменял. OK.

 

bogrus

Если верить теории - масса корабля при разгоне с нулевой до световой скорости увеличилась на много порядков, а время внутри наоборот сильно замедлилось. Я с трудом пытаюсь представить, как электроны стали медленнее вращатся вокруг атомных ядер.

 

>Я с трудом пытаюсь представить, как электроны стали медленнее вращатся вокруг атомных ядер.

Они как вращались со скоростью, так и остались. Медленней они стали вращаться, если смотреть с Земли.

Хотя IMHO чудная теория.

 

yureckor

... Помимо всего утвеждает, что нет абсолютного движения, а только относительное. Как-бы не так...

 

Элементарно, Ватсон

Равномерное прямолинейное движение относительно, или говоря по научному все процессы в инерциальных системах отсчета протекают одинаково. Т.е. пока космонавт движется равномерно в одном направлении землянам кажется, что его время течет медленнее (или остановилось при v = c), а ему соответсвенно кажется что оно на земле остановилось. А реальное замедление процессов на корабле происходит на участках ускоренного движения, особенно во время разворота, когда на него действуют силы торможения\ускорения (а это уже штука абсолютная, а не относительная). Грубо говоря, если корабль упруго ударяется в отражающую стенку, то он расплющивается до нулевой толщины, космонавт погибает и на землю возвращается его "молодой" труп ) А если торможение и последующее ускорение были достаточно медленными чтобы космонавт не ощутил перегрузки, то его физиологические процессы в это время замедляются, так же как и любые часы реально замедляют свой ход под действием гравитационного или инерциального поля. По крайней мере при любых высокоточных частотно-временных измерениях учитываются поправки на гравитационный потенциал (высота над уровнем моря, приливы, гравитационные аномалии).

 

leo

Я так понимаю, здесь просто никак не обойтись относительно системы отсчета принятой для ускорения одного обьекта. В том смысле если корабль уже летит (и всегда летел ) относительно земли со скоростью света - время в нем течет синхронно с земным. А вот если он решит у земли остановится, при торможении начнется "рассинхронизация", и к моменту остановки время в нем "разгонится"?

 

leo

Ошибочка. Если для землянина время корабля остановилось, то для космонавта земное время устремилось в плюс бесконечность.



Я во всем этом другого не понимаю - с какого хрена максимальная скорость материи должна быть чем-то ограничена? Ведь чтобы мерять скорость, нужна точка отсчета? А что мы берем за точку отсчета и почему эта точка "лучше" чем другие?

 

Ха, то что КАЖЕТСЯ\ВИДЕТСЯ\СЛЫШЕТСЯ меня не интересует! Если выбрать систему отсчета, то там по формулам все пускай и сходится, НО они ведь подразумевают относительность времени(берут его за 4-е измерение), а не его абсолютность(единое течение для всего мира). Вот мне и не хочется просто так, не увидя примера где это необходимо, отказыватся от его абсолютности.

Интересно по поводу замедляющихся процессов при ускорении\торможении (ака электроны стали медленнее вращатся вокруг атомных ядер) это факт?

 

... (ака электроны стали медленнее вращатся вокруг атомных ядер) это факт?



Не факт.

 

_DEN_

Дык в том то и дело - скорость не ограничено, а вот ускорение ограничено - ускорить больше чем скорость света материальный обьект считается невозможным. Мне вот интересно, с какой скоростью тогда перемещаются галактики в космосе относительно друг-друга.



apple

С точки зрения стороннего наблюдателя - они замедляют свое вращение. Но ведь в таком случае, сильно изменяется характер взаимодействия подобного обьекта с наблюдателем, в том числе и электромагнитное. Наверное ускоренный источник инфракрасного излучения, будет для наблюдателя виден в ультрафиолетовом спектре.

 

Если ты летишь со скоростью света с (бедный, от тебя ничего не останется, так как лиюо ты умрешь от старости пока разгонишься, либо умрешь от быстрого разгона ), то свет относительно тебя движется тоже со скоростью с, а относительно стороннего наблюдателя, Вы движетесь с одинаковой скоростью с.

 

apple

То есть, с точки зрения стороннего наблюдателя, свет не догонит корабль, а сточки зрения корабля -- таки да? Не сходится что-то. Мир един, и если встреча произошла, она должна произойти для всех наблюдателей.

 

bogrus

Не пойму, что тебе больше по душе - абсолютность или относительнось времени

Эксперименты по времени распада нестабильных частиц высоких энергий (скоростей) - это что относительность или абсолютность ? Если при малых скоростях они живут одно время, а при высоких в тысячи раз больше ? Наука говорит, что это нам просто кажется как сторонним наблюдателям, а частица распадается "по свим часам" за вполне определенное время и зависимость времени распада от скорости это подтверждает.

А вот с абсолютным замедлением\старением "при встрече" че-то известных фактов под рукой нет, но то что для неинерциальных систем относительность не действует это факт. И постоянство скорости света, кстати тоже. Например, доказанный экспериментами эффект Саньяка утверждает что на вращающейся Земле луч света проходит одно и тоже расстояние с востока на запад быстрее, чем с запала на восток (или наоборот - не соображу, в общем Земля элементарно набегает навстречу лучу и сокращает расстояние). То что квантовые часы на разной высоте над уровнем моря тоже идут по разному - факт установленный и практически учитываемый (а вот почему - фиг его знает - давно этой фигней не занимался)

 

apple

Как там у Энштейна - скорость постоянная, а время оно переменное. Если понимать буквально за некоторую единицу времени, оборот электрона (или много оборотов) вокруг ядра - получается что для стороннего наблюдателя все внутриатомные процессы ускорились, или не так? А от этого напрямую зависит насколько я понимаю и длина электромагнитной волны, излучаемая атомом. Таким образом - разогнаный обьект, излучая инфракрасное излучение (10 терагерц) относительно наблюдателя на нем, облучает обьекты относительно которых ускорился (или движется ?) по сути рентгеновским излучением (1e5 терагерц). Не знаю как вам, но мне не понятно как могут сосуществовать два разных излучения, даже для двух наблюдателей.

 

leo

Кстати - хороший пример. Скорость вращения, удерживает физически нашу планету от падения на солнце, также как и гравитация сдерживает улет ее в космос. Давайте представим что Земля и Солнце вдруг оказались в совершенно пустой, изолированной вселенной. Чем кроме, как абсолютным движением, можно будет обьяснить факт вращения планеты, в такой системе?

 

>как лиюо ты умрешь от старости пока разгонишься, либо умрешь от быстрого разгона



Для разгона до скорости света 300'000 км/с = 300'000'000 м/с с ускорением, равным земному 9.8м/c^2 понадобится:

V=V0+at, =>

300000000=0+9.8*t, => t=30612245с=354 дня.



Т.е. если создать корабль, способный развивать такую скорость, то в комфортных условиях за несколько лет (с учетом торможения)(причем земных, на корабле пройдет еще меньше) можно долететь до ближайших звезд.

 

alpet

про красное смещение слышал ?

( по моему эффект хаббла или допплера? )

так и происходит , частота смещается в зависимости от скорости обьекта относительно наблюдателя

 

staier

Это еще спорный вопрос - есть также мнение о замедлении света, и статичности вселенной. Но даже если так - в основу берется излучаемое излучение и в данном случае оно должно быть более коротким (по длине волны), поскольку все изучающией обьекты одновременно удаляются от нашей Земли (мне кстати это кажется неправдоподобным). Все-же опираться на теорию bigbang я думаю пока не стоит - не доказана еще.

 

yureckor

так ведь масса корабля расти будет, значит расход топлива (если мы рассматриваем реактивную тягу) будет увеличиваться пропорционально скорости. Где взять бесконечный запас топлива? Итог: скорости света достичь вообще нельзя, но можно бесконечно к ней приближаться...

Скорость света есть только у тех, у кого масса покоя - 0. Им можно, остальным увы никак... Вон на ускорителях только электроны разогнали до 0.99c (израсходовав примерно годовой расход энергии Москвой), что уж там про корабли говорить...



2 all

А вообще весь фокус в том, что c + c = c, а не 2c. Вот такая вот кривая арифметика. Отсюда и парадоксы всякие вылезают. В 19-20 веках проводили тысячи экспериментов, чтобы понять почему c - такая хитрая константа... У Грина описаны в популярной форме эти эксперименты, кстати. Экзотические эксперименты ставили, интерпретировать их можно по-разному, но решили пусть лучше такое "искажение" в арифметику внести, чем ничего не понимать. И альтернативных теорий всяких вагон образовался, не все до сих пор верят в СТО . Зайдите на sciteclibrary.ru - там в разделе физика каждая треться статья на эту тему...