Повне вирішення парадоксу близнюків
Суть парадоксу близнюків полягає в наступному.
Припустимо, що я сиджу на Землі, в той час, як ви на космічному кораблі рухаєтесь із постійною швидкістю деякий час, а потім, розвернувшись, повертаєтеся назад.
Ми знаємо, що для рухомих тіл час тече повільніше.
Так що я буду думати, що коли ви повернетесь, то повинні бути молодшими від мене.
Але, з вашої точки зору, Земля і я на ній переміщуємося, спочатку віддаляючись, а потім повертаючись.
Тому ви думаєте, що я повинен бути молодшим від вас.
Чия ж правда?
Ми будемо використовувати факт обертання часу, щоб у всьому цьому розібратися.
Отже, з моєї точки зору, щосекунди я залишаюся в тому ж самому місці.
В той час, як щосекунди ви віддаляєтесь, потім наближаєтесь.
Нічого складного.
З моєї точки зору, вам потрібно 10 секунд, щоб повернутися.
Але скільки ви рухаєтесь, буду думати, що для вас час йде повільніше.
тому я вирахую, що ваша подорож для вас триває вісім секунд.
Тепер, і це важливо, оскільки ви рухаєтесь, то ви думаєте, що напрям часу буде повертатися відносно мого сприйняття часу.
Отже, коли ви видаляєтесь, секунди будуть пролітати ось так, а на зворотному шляху секунди виглядатимуть наступним чином.
З вашої точки зору, ваша подорож дійсно триває вісім секунд.
Але майже відразу ми також бачимо рішення парадоксу близнюків.
Прямо тут трохи мого часу який ви не врахували.
Під час усієї вашої подорожі ви будете думати, що час проходить повільніше для мене, ніж для вас.
І справді, тут і тут додайте тільки шість і чотири десятих секунди.
Але через зміну вашої швидкості при розвороті, щоб повернутися додому, ваш нахил часу повертається, і перескакує великий інтервал мого часу, який становить точно, як ви вже здогадалися, відсутні три і шість десятих секунди.
І це вирішення парадоксу близнюків.
Оскільки Ви змінили швидкість, ваше поняття одночасних поворотів часу, ваш розрахунок, як тече час в далеких від вас частинах всесвіту, буде містити розриви в часі.
Ну, насправді, час не міститиме розривів, тому, що ви не можете миттєво змінити напрям руху.
Вам доведеться ввімкнути ваші двигуни, щоб почати рух до дому.
І протягом цього прискорення ваше сприйняття часу було б дуже, дуже швидко повернуте через відсутність розриву моїй подорожі, що дозволяє правильно врахувати зниклий час.
Отож, під час вашої подорожі туди і назад 10 секунд пройшло б для мене.
Як розрахувати 8 секунд, які проходять для вас?
8 секунд пройшли б для вас і ви обчислили шість і чотири десятих секунди, які проходять для мене за час вашої подорожі туди і назад.
І 3,6 секунди, які проходить для мене під час вашого прискорення.
Навіть, якщо це було майже миттєво.
Таким чином, ми обидва погодимось, що коли ви повернетесь додому, ви будете молодшим.
І справді, це те, що буде, коли ви відправите атомний годинник летіти в літаку.
Він відрахує менше часу, ніж такий же атомний годинник, який залишався на землі.
Постскриптум.
Повертання часу, які я описував, фактично називаються перетвореннями Лоренца.
І вони є способом, яким більшість з фізиків думають про спеціальну теорію відносності.
І такі речі, як уповільнення часу, релятивістський ефект Допплера, і так далі.
Намагання зрозуміти теорію відносності тільки за допомогою основних рівнянь для уповільнення часу і вкорочення довжини, як це робиться на початку занять з фізики, часто призводить до очевидних протиріч, тому що ці рівняння не беруть до уваги повну зміну одночасності подій. І так далі.
