Сам эксперимент собственно вот в чем: на земле живут два брата-близнеца - Костя и Яша. Если бы братья жили на Земле, то они синхронно прошли бы все стадии старения. Но всё происходит не так. Еще подростком Костя, назовём его космическим братом, садится в ракету и отправляется к звезде, расположенной в нескольких десятках световых лет от Земли. Полёт совершается с околосветовой скоростью и поэтому путь туда и обратно занимает шестьдесят лет.
Яша, которого назовём земным братом, никуда не летит, а терпеливо ждет своего родственника дома. Когда космический брат возвращается, то земной оказывается постаревшим на шестьдесят лет. Однако, поскольку космический брат находился всё время в движении, его время шло медленнее, поэтому, по возвращении, он окажется постаревшим всего на 30 лет. Один близнец окажется старше другого!
Многим кажется, что данное предсказание ошибочно и эти люди называют парадоксом близнецов само это предсказание. Но это не так. Предсказание совершенно истинно и мир устроен именно так!
Но возникает другой вопрос. Ведь движение относительно! Следовательно, можно считать, что космический брат никуда не летал, а оставался всё время неподвижным. Зато вместо него в путешествие летал земной брат, вместе с самой планетой Земля и всем остальным. А раз так, то значит больше постареть должен космический брат, а земной - остаться более молодым.
Получается противоречие: оба рассмотрения, которые должны быть равнозначными по теории относительности, приводят к противоположным выводам. Вот это противоречие и называется парадоксом близнецов.
Причиной разницы в скорости старения является так называемый эффект «замедления времени»:
разгадка самого парадокса скрыта в инерциальных системах отчета и их взаимосвязях. Близнец, который вернулся, неизбежно должен был изменить свою скорость. Поэтому его система отсчёта не является инерциальной (он должен двигаться с ускорением). А согласно Специальной Теории Относительности равноправны только инерциальные системы. Следовательно, нет ничего удивительного, что системы оказываются несимметричными.
По материалам
smartvideos.ru,
relativity.ru и
wikipedia.
Комментарии
Во-вторых, буду рад прочитать Ваше научно-популярное объяснение, которое будет более корректным и более соотвествующем истине.
Дело в том, что при "разгадке" парадокса "ушли" из СТО, которая рассматривает ТОЛЬКО инерциальные СО и "замедление времени" происходит только в мысленном эксперименте.
Чтобы обнаружить "замедление" надо наблюдателей "совместить", а для этого одному из них придётся "вернуться". Т.е. без неинерциальных СО не обойтись.
А про них в СТО (кстати, правильней: ЧТО - трудности перевода!) ни слова.
И ещё: парадокс близнецов противоречит первому постулату эйнштейна, который гласит, что "все процессы в инерциальных СО происходят одинаково".
А в парадоксе процессы старения происходят по-разному.