Luonto on täynnä uskomattomia asioita ja paradokseja. Ja yhtä heistä, joka liittyy liikkeeseen valon nopeuteen, kutsutaan "kaksosien paradokseksi".
Olet todennäköisesti perehtynyt puoliintumisajan ilmiöön: monet alaatomiset hiukkaset ovat epävakaita ja lyhyen ajan kuluttua rappeutuvat (muuttuvat joku muu). Hiukkasen puoliintumisaika on aika, jonka sen täytyy "odottaa" saavuttaa 50%: n hajoamismahdollisuus.
Esimerkiksi muonien puoliintumisaika on 2,2 mikrosekuntia. Jos sinulla olisi 100 kuulaa, jäljellä olisi vain 50 kuponia 2,2 mikrosekunnissa, eikö niin? Itse asiassa, ei välttämättä.
2,2 mikrosekuntia on kulunut aika kuponille. Jos sinulla on kourallinen 100 paikallaan olevaa muulia, niin 2,2 mikrosekunnin kuluttua niitä on noin 50. Mutta jos sinulla on ystäväsi, joka lentää raketissa 50%: n valonopeudesta, niin kun 10 sekuntia kuluu sinulle, kestää 8, 66 sekuntia.
Osoittautuu, että tämä pätee myös muoneihin. Joten jos 100 kuunasi eivät ole staattisia, mutta liikkuvat hiukkaskiihdyttimessä 50%: n valon nopeudella, 2,2 mikrosekunnin kuluttua puolestasi se on noin 1,9 mikrosekuntia muoneille. Tämä tarkoittaa, että siihen mennessä sinulla on noin 55 kuponia.
Viitekehyksessäsi kuluu 2,54 mikrosekuntia, kun taas 2,2 mikrosekuntia kuluu muoneille. Joten sinulla on 50 kuun jäljellä 2,54 mikrosekunnin kuluttua.
Mitä kaksosilla on sen kanssa tekemistä?
Mainosvideo:
Ehkä luet ja ajattelet: mitä on kaksosilla ja paradokseilla sen kanssa? Tiedätkö, tämä on erittäin hyvä ja ajankohtainen kysymys.
Kuvittele, että sinulla on kaksoisveljensä. Ja jopa nuoruudessasi, olet oppinut, että hän oli konna ja suunnitteli valloittavansa maailman. Päästäksesi planeetan eroon hirvittävistä suunnitelmista, pumppaat häntä unilääkkeitä, laitat hänet rakettiin ja lähetät hänelle 90% valon nopeudesta maasta.
Valitettavasti, koska ajan laajenemisvaikutus syntyy kaksosissasi, aika kuluu huomattavasti hitaammin. Yhdeksän vuoden aikana hänelle kuluu vain neljä vuotta. Jos yhdeksän vuotta jälkeensi hän onnistuu kääntämään aluksen ympäri ja palaamaan samalla nopeudella, ikäsi on 18 vuotta, ja hän - vain kahdeksan!
Yleensä tämä on paradoksista käytyjen keskustelujen päättyminen, jota Paul Langevin ehdotti ensimmäisen kerran vuonna 1911 ajatuskokeiluna, ja tällä se kaikki loppuu. "Kaksoisparadoksia" tutkittaessa herättää kuitenkin mielenkiintoinen kysymys.
Paul Langevin.
Pahan kaksosesi kannalta, Maa ja sinä liikkuivat 90 prosentilla valon nopeudesta. Niinpä, kun hänellä on yhdeksän vuotta, sinun pitäisi kulua vain neljä vuotta. Toisin sanoen, jos kaksosesi mielestäsi on kulunut kahdeksan vuotta lähdöstä palaamiseen hänen puolestaan, sen olisi pitänyt olla vain kolme ja puoli vuotta sinulle!
Joten kun kurja kaksosesi palaa, kumpi teistä on vanhempi? Tämä on juuri paradoksi.
Vaikuttaa siltä, että tämä kysymys on tuomio suhteellisuusteorialle. Jotkut omistavat tänään kokonaiset verkkosivustot SRT: n "paljastamiseen". Voimme kuitenkin tieteellisesti todistaa, että yksi kaksosista todella ikääntyy.
Twin Paradox on yksi niistä ongelmista, johon on olemassa yksi tyylikäs ratkaisu (tai, voidaan sanoa, vastaus). Kuten olet jo ymmärtänyt, tähän tehtävään liittyy relativistinen ajan dilaatio erityisen suhteellisuusteorian teorian mukaan.
Päätös
Kun lähestyt ratkaisua paradoksiin, kuvittele ensin, että sinulla ja kaksosellasi on kello käsissäsi ja tyttöystäväsi voi seurata aikaa kellosi ja hänen kellosi aikana. Voit itsenäisesti seurata aikaa kellosi, ja kaksoset hänen: kaikki ovat missä hän on. Mutta tämä on epätavallinen kello: se tikittää vain kerran vuodessa - päivänä, jona maapallon pelastus tapahtui pahasta kopiosta. Tänä päivänä voit myös vaihtaa viestejä sähkömagneettisen pulssin muodossa (olet loppujen lopuksi perhe). Ja tässä on syytä huomata, että kaukoputken valo ja lähettämäsi sähkömagneettinen signaali liikkuvat samalla nopeudella.
Nyt, jos piirrämme aika-avaruuskaavion sinulle ja kaksosellesi, saadaan tämä:
Twin Paradox -diagrammi / Science ABC / Alaston tiede.
Vasemmalla olevassa kuvassa olet omalla viitekehykselläsi. Oikealla puolella on kaksi viitekehystä, jotka vastaavat veljesi lähtöä ja paluuta.
Suoritamme viitekehystäsi vastaavat laskelmat. Oletetaan, että kaksosesi on 2,67 valovuotta yhteen suuntaan. Nyt kun tiedämme etäisyyden ja nopeuden, jolla se liikkuu, voimme laskea kuluneen ajan: hieman yli kaksi ja puoli vuotta. Sinun mielestäsi kaksosen matka kesti noin kuusi vuotta.
Joten osoittautuu, että paha kaksoisvelje palaa maan päälle tuhoamaan noin kuudessa vuodessa, vaikka hänelle kuluu hieman yli kaksi ja puoli vuotta. Näin ollen mitä enemmän esineiden nopeus lähestyy valon nopeutta, sitä enemmän niiden "kokemus" hidastuu verrattuna muihin esineisiin, jotka eivät liiku nopeudella, joka on suhteellisen lähellä valon nopeutta, olipa kyseessä sitten ihminen tai kuono.
Vladimir Guillen
