Twin Paradox
Figyelembe véve a speciális relativitáselméletet, lehetetlen figyelmen kívül hagyni az ikrek híres paradoxonát.
Paradox: két iker testvér él a földön. Egyikük egy távoli űrrepülésen halad egy olyan hajón, amely közel fénysebességet képes kifejleszteni. A második otthon marad. Amikor a testvér-űrhajós visszatér a földre, azt találják, hogy a testvérházasszony sokkal idősebb, mint a testvér-űrhajós.
A paradoxon az, hogy (látszólag) az űrhajós szemszögéből nézve az otthoni személy közel fényben haladt, és fiatalnak kellett maradnia.
Az iker-háziasszony szempontjából az események az ábrán látható módon bontakoztak ki.
Itt a kék vonal a föld világvonalát mutatja, a sárga vonal egy távoli csillag vonala (feltételezzük, hogy a csillag és a föld nyugalmi állapotban van). A sötét kék vonal a bátyja házvezetőjének világvonalát mutatja, egyenesen halad az A-C pályán. A zöld vonal a testvériség-űrhajó világvonalát mutatja, az A-tól C-ig terjedő A-B-C sorban.
Tartsuk ugyanazt a jelölést és mértékegységet. mint korábban. Ezután az ábrán látható, hogy az iker-homebody volt 10 másodperc, amely idő alatt egy iker-űrhajós repült egy csillag található, a parttól 4 egység (azaz 4 · c = 4 · 299792458 = 1199169832 méter), ahol megfordult, és azonnal elindul a visszautazásra.
Az intervallum kifejezés használatával. könnyen megbizonyosodhat arról, hogy a testvér-űrhajós mindkét járata három másodpercig tartott (a testvér-űrhajós órái szerint).
Így az űrhajós 6 másodpercig öregedt, 10 másodpercig pedig az otthoni személyiség.
Valóban, a téridőt ilyen módon rendezik. hogy az egyenes út az A-tól C-ig hosszabb. mint a közvetlen A-B-C. Ez közvetlenül kapcsolódik a "-" jelhez az időintervallumban. Ha alaposan elolvastad az összes korábbi megjegyzést, akkor ez a tény megértése nem okoz sok nehézséget.
De ha az összes inerciális referenciakeret egyenértékű. akkor mindkét ikrek ugyanúgy öregnek kell lennie? Mikor öregszik az öregember?
Nézzük meg, mi történik a testvér-űrhajós szemével.
Tehát először vegye fontolóra a csillaggal való járást.
Az alábbi ábra mutatja az űrhajós iker világának vonalát és annak egyidejű helyét egy távoli csillagon való érkezéskor (B pont).
Amint láthatja, a testvér-űrhajós térben a testvérkori nővér kevesebb, mint két másodpercig nőtt. Vagyis, bár minden helyes - az iker-háztulajdonos öregszik. mint az űrhajós (az űrhajós szemszögéből).
De az iker-űrhajós újra indul:
B és E pontokon a testvér-űrhajó térsége a visszatérő utazás kezdetének pillanatában jár. Amint láthatja, amikor az űrhajós a hajó telepítését végezte, az otthona nagyon öreg lett (a testvér-űrhajós szemszögéből). Amikor az űrhajós ikerágyúja a B pontba érkezett, a pár még nem volt két másodperc, de a B-ból való távozáskor már nyolcnál is több volt. Azaz az iker-háztulajdonos öregedett, miközben a két űrhajós űztette a hajót.
Valójában az iker űrhajós biztosan nem tudta azonnal felhelyezni a hajóját, így az otthona nem azonnal öregedett. De az otthoni ember öregedése (az űrhajós szempontjából) pontosan a hajó fordulata idején történt.
Most már világos, hogy a két testvér különböző. Az utazó mindig ugyanolyan sebességgel mozdult el (pihent), és az űrhajós megváltoztatta a sebességet, és leírta a téridőben törtvonalakat. Ezért eltérő idő telt el a referenciakeretekben.