670k
9 лет назад · 8 фото · 46225 просмотров · 240 комментариев
Парадокс близнецов - интересное из мира Космоса, теории относительности и машины времени (8 фото + 1 видео)
Метки: #близнецы #космос #парадоксы #теории
Развитие космической отрасли, многочисленные исследования Вселенной приводят к все более фантастическим теориям, но многие из них подтверждаются опытным путем, а некоторые, хоть и выглядят фантастическими, но, при нынешнем развитии техники и множестве современных изобретений, кажутся уже вполне вероятными и вполне могут привести к созданию машины времени. Но нужна ли она?
Согласно теории Эйнштейна в движущейся системе координат время замедляется по отношению к неподвижной системе в зависимости от близости скорости движения нашего объекта к скорости света.
Парадокс близнецов, говоря простым языком это возможность одному из близнецов остаться на Земле, а другому улететь в космос на большое расстояние и длительное время, а по возвращении застать своего брата, который остался на Земле, гораздо более страшим, нежели брата-путешественника.
Однако, если взять за неподвижную систему космический корабль и отправить в путешествие того близнеца, что на Земле (вместе с Землей, конечно), то все произойдет с точностью до наоборот - земной брат вернется молодым к уже постаревшему, сидящему в старом космическом корабле.
Приведем пример расчета Дж. Орира: Если один из близнецов в возрасте 20 лет отправится в космическое путешествие к звезде Арктур на корабле, летящем со скоростью 0,99 скорости света, то, преодолев два раза расстояние в 40 световых лет (до звезды и обратно), он вернется на Землю через 11,4 года по корабельному времени. На Земле же за это время пройдет 80,8 года. Так что брат, оставшийся на планете, должен очень постараться, чтобы дождаться возвращения межзвездного путешественника. Ведь ему к моменту возвращения корабля стукнет 108,8 года! Космический путешественник окажется моложе его на целую жизнь — 69,4 года!
Парадокс близнецов, говоря простым языком это возможность одному из близнецов остаться на Земле, а другому улететь в космос на большое расстояние и длительное время, а по возвращении застать своего брата, который остался на Земле, гораздо более страшим, нежели брата-путешественника.
Однако, если взять за неподвижную систему космический корабль и отправить в путешествие того близнеца, что на Земле (вместе с Землей, конечно), то все произойдет с точностью до наоборот - земной брат вернется молодым к уже постаревшему, сидящему в старом космическом корабле.
Приведем пример расчета Дж. Орира: Если один из близнецов в возрасте 20 лет отправится в космическое путешествие к звезде Арктур на корабле, летящем со скоростью 0,99 скорости света, то, преодолев два раза расстояние в 40 световых лет (до звезды и обратно), он вернется на Землю через 11,4 года по корабельному времени. На Земле же за это время пройдет 80,8 года. Так что брат, оставшийся на планете, должен очень постараться, чтобы дождаться возвращения межзвездного путешественника. Ведь ему к моменту возвращения корабля стукнет 108,8 года! Космический путешественник окажется моложе его на целую жизнь — 69,4 года!
Разгадка самого парадокса близнецов скрыта в инерциальных системах отчета и их взаимосвязях. Близнец, который вернулся, неизбежно должен был изменить свою скорость. Происходящая от ускорения во время отлета и замедление во время разворота для возвращения назад рассинхронизация и создает ту самую разницу во времени. Наиболее интересный момент для космического брата (рассинхронизация) происходит именно в момент разворот космического корабля для возвращения на Землю – в этот момент время для космического брата будет идти медленнее, а если разворот моментальным – то вообще будет стоят.
Кстати говоря, современными учеными уже проведен эксперимент, подтверждающий временную теорию, при помощи сверхточных атомных часов, которые настолько точны, что ошибка в одну секунду достигается лишь через 100 миллионов лет. Итак, часы поместили на самолет, облетевший вокруг земли. А другие точно такие же часы, с точно таким же временем, оставили на Земле. И по прилету самолета сверхточные часы показали разницу во времени. Конечно разница микроскопична, весь скорость самолета далека от световой, но это доказывает теорию и дает надежду на будущее развитие науки в этой области.
Кстати говоря, современными учеными уже проведен эксперимент, подтверждающий временную теорию, при помощи сверхточных атомных часов, которые настолько точны, что ошибка в одну секунду достигается лишь через 100 миллионов лет. Итак, часы поместили на самолет, облетевший вокруг земли. А другие точно такие же часы, с точно таким же временем, оставили на Земле. И по прилету самолета сверхточные часы показали разницу во времени. Конечно разница микроскопична, весь скорость самолета далека от световой, но это доказывает теорию и дает надежду на будущее развитие науки в этой области.
"Житейское" объяснение "парадокса близнецов" можно еще упростить, поняв сокращение предметов при перемещении ( Лоренцово сокращение длины). Если вспомнить, что при движении с околосветовыми скоростями, предметы сокращаются в размере в направлении движения, то... как только ракета, с отлетающим от Земли братом, набирает достаточную скорость, она сокращается в размере для наблюдателей с Земли. Вместе с тем, для брата-космонавта по мере роста его скорости сокращается расстояние до конечной точки полета. Т.е. по мере разгона ракеты не только увеличивается скорость, но и уменьшается расстояние и вся Вселенная сжимается в направлении ее движения.
Стоит также отметить, что процесс необратимый и если во время путешествия космонавта на Земле произойдет некая трагедия, при которой вымрет все население или вообще Земля будет уничтожена, то путешественнику просто некуда будет вернуться, т.е. повернуть время вспять уже невозможно будет.
Скажем также, что теория Эйнштейна никоим образом не дает путешественнику бессмертие. Путешествуя он будет также стареть, со своей обычной скоростью и лишь время на Земле для него будет нестись с катастрофической скоростью.
Скажем также, что теория Эйнштейна никоим образом не дает путешественнику бессмертие. Путешествуя он будет также стареть, со своей обычной скоростью и лишь время на Земле для него будет нестись с катастрофической скоростью.
Отметим также, что в парадоксе близнецов и в связанной с ним теории относительности существует множество противоречий и необычных моральных вопросов – типа, может ли улетевшая в космос женщина вернуться и выйти замуж за своего пра-правнука. Эта теория обходит все логические ловушки, вроде тех, которыми грешит научная фантастика – например, возможность попасть в прошлое и убить кого-то из своих родственников до того, как вы появились на свет или в будущем убить самого себя.
Ученые и исследователи надеются на то, что будет изобретен корабль, скорость которого будет приближаться к скорости света, что даст возможность посещать удаленные Галактики. Однако даже при скорости света расстояние настолько огромны, что понадобятся сотни тысяч световых лет на путешествия. При этом, учитывая световую скорость, время на Земле будет равняться сотням тысяч, а на корабле - десятилетиями.
Это напоминает машину времени. Если кому-то захочется, чтобы время на Земле убежало вперед – например, посадив дерево – взрастить его – можно улететь на время, вернуться, а дерево уже огромное. Но при этом, не стоит забывать, что все, кого ты знал – постареют существенно, в то время как сам путешественник будет стар незначительно.
Это напоминает машину времени. Если кому-то захочется, чтобы время на Земле убежало вперед – например, посадив дерево – взрастить его – можно улететь на время, вернуться, а дерево уже огромное. Но при этом, не стоит забывать, что все, кого ты знал – постареют существенно, в то время как сам путешественник будет стар незначительно.
Возвращаясь к машине времени - конечно многие из нас хотели бы переместится в прошлое, и исправить свои ошибки. Многие хотели бы увидеть будущее, и знать, что нас ждет. Или же отправиться в прошлое и спасти миллионы невинных жизней...
Но, с другой стороны, применение машины времени будет крайне опасно, ведь убив кого-то в прошлом, мы изменим будущее, что приведет к несомненному хаосу.
Так стоит ли изобретать машину времени и пользоваться ею?
Но, с другой стороны, применение машины времени будет крайне опасно, ведь убив кого-то в прошлом, мы изменим будущее, что приведет к несомненному хаосу.
Так стоит ли изобретать машину времени и пользоваться ею?
Метки: #близнецы #космос #парадоксы #теории
Так, мысли вслух... А что если время, это не измерение, а форма материи?
Парадокс близнецов потому и парадокс, что существует только в формулах ученых и противоречит здравому смыслу, а потому на практике невозможен.
А насчет эксперимента с часами... Вот когда теоретически рассчитают точное время отставания часов в самолете и оно совпадет, тогда и пусть говорят о рассинхронизации времени, а так погрешность какая-то или помехи, а у них сенсация.
А на МКС тоже часы все время отстают?
Вы не поверите, но - да! На всех объектах на орбите постоянно приходиться корректировать время...
Данный эффект, наряду с гравитационным замедлением времени учитывается в спутниковых системах навигации (например, в GPS) ход времени часов спутников скорректирован на разницу с поверхностью Земли[2], составляющую суммарно 38 микросекунд в день[3]. В качестве иллюстрации релятивистского замедления времени часто приводится парадокс близнецов.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Релятивистское_замедление_времениhttps://ru.wikipedia.org/wiki/Релятивистское_замедление_времениhttps://ru.wikipedia.org/wiki/Релятивистское_замедление_времениhttps://ru.wikipedia.org/wiki/Релятивистское_замедление_времени
Насчет эксперимента с часами согласен с вами. Я бы даже сильнее сказал вот пусть покажут мне такой эксперимент с механическими часами. Хотя даже с ними бывают сбои и надо подводить их переодически :)
А насчет спутниковых систем навигации сами же инженеры, которые разработали это все, говорят что никаково отношения к теории относительности это не имеет и уж темболее замедление времени.
Столько рассуждений. относительно того, относительно этого, относительно луны/солнца/ракеты. здесь идет рассуждение относительно земли и только ее. соответственно и старение актуально исключительно относительно земли. если параллельно ракете вылетит второй брат на той же скорости, то они оба вернутся в одном возрасте относительно друг друга на очень постаревшую землю. касательно того почему время замедляется была очень доходчивая программа по дискавери где на примере поезда мчащегося по экватору с около световой скоростью все объясняли. если в двух словах, то ни что не может двигаться быстрее света и в таком случае если со стороны этот поезд будет мчаться со скоростью 99.99% от скорость света то, что будет если внутри этого поезда ребенок кинет мячик по направлению движения со скоростью 0.02% от скорость света? мячик относительно стороннего наблюдателя превысит скорость света? нет, время внутри поезда будет замедляться не допуская этого и если внутри этот мячик полетит нормально, то снаружи будет казаться что он практически стоит на месте. и если в поезде он упадет через 5 секунд, то снаружи будет казаться что он падает 5 лет. делайте выводы.
Я фигею с концовки... "Стоит ли изобретать машину времени"... Кого и когда интересовал вопрос этики в изобретениях? Огонь, порох, стрелы, пули, атомная бомба... Этика использования появляется потом! Может и "мирная машина времени" будет использоваться как "мирный атом"...
Автар, световой год - это мера расстояния. Это не время.
расстояние настолько огромны, что понадобятся сотни тысяч световых лет на путешествия.
Опять путают время и расстояние
Глупость несусветная - по поводу близнецов - улетев с земли и разогнавшись до скорости света, путешественник возвращаясь на землю должен будет сбросить скорость до нормальной, чтоб высадиться на земле. Именно в этот момент ВРЕМЯ ДОГОНИТ путешественника и он сравняется со своим братом по возрасту. Сам летал - знаю по собственному горькому опыту ...
Хорошая статейка...
не люблю когда физики не дружат с биологией.
клетки как делились, так и будут делиться, старение не замедлиться )
Мысль Ваша понятна. Согласен.
но первый брат удаляется со скоростью света относительно земли и брата, второй же относительно земли и скорости света стоит на месте
по законам физики которые действуют в нашей реальности в данный момент, со скоростью света ничего кроме собственно света передвигаться не может )
Точнее, по законам физики, которые известны нам на данный момент.
Атом тоже был неделим, а чем закончилось? протоны, электроны, кварки...
Все верно! Будем ждать! :)
Переместившись во времени назад вы не попадаете в свое прошлое, с этого момента начинается новая мировая линия. Это будет другая реальность, таких реальностей в пространственно-временной континууме может быть бесконечное множество (даже на плоскости можно через одну точку провести бесконечное число прямых). Этот момент Эйнштейном описан еще в общей теории относительности.
Да, да, я тоже смотрел все части "назад в будущее"
А я это изучал в университете.
А при чем здесь вселенная? Математически рассчитаны одиннадцать пространств в реальной вселенной. Наверняка в этих пространствах есть свои и так далее. Чем больше знания, тем больше граница с непознанным.
Это уже доказанный наукой факт. Поищи на ютубе, там проводили экспиремент с часами. Кажись дискавери или нешнл географик снимали
Да, да. Выдумка. Постоянная потребность в ресинхронизации часов спутников GPS из-за релятивистских эффектов тоже есть бред и ненужность.
Разница в возрасте будет соответственна пройденному расстоянию обоих братьев. А систему координат к неинерциальной точке отсчета привязывать неправильно.
Объясните мне, те кто разбирается. Если мы сели на ракету и полетели от земли. Мы удаляемся от земли, но и земля с такой же скоростью удаляется от нас. Почему тогда время замедляется для населения ракеты а не земли?
Автор статьи не указал одну очень важную вещь во всем этом - гравитация. Гравитация - это искривление пространства и времени. Чем больше гравитация, тем сильнее искривляется время, тем быстрее оно идет для того, кто находится под ее действием. На космонавта в далеком космосе гравитация действует меньше, чем на того кто остался на земле. Потому время у него идет медленней.
Вообще Интерстеллар эту тема достаточно наглядно показал.
Дело не в гравитации, как тут написали. И фильм Интерстеллар - сказка для тех, кто слабо или вообще не разбирается в теме. Уже доказано, что гравитация распространяется не мгновенно, а так же не превышая скорости света. Уже давно Стивен Хокинг отказался от идеи кротовых нор и доказал ее ошибочность. Но нам продолжают твердить и твердить об этом те, кто не интересуется новостями науки. Теперь объясняю насчет замедления и ускорения времени. Оно связано со скоростью - чем она выше, тем медленнее течет время. Это тоже научно доказанный факт. В итоге, ракета движется быстрее планеты в одной системе координат (иначе бы она просто от нее не улетела). Поэтому и получается, что в ракете время замедляется. Еще факт, о котором все забывают: чем быстрее движешься, тем больше нужно энергии и тем выше масса объекта. То есть, при приближении к скорости света масса и необходимая энергия стремятся к бесконечности. Именно поэтому эта скорость является пределом, ее достичь невозможно, так как для этого потребуется бесконечная энергия, а объект станет бесконечной массы. Так что, те, кто думает, что дело только за тем, чтобы построить двигатели по-мощнее и смириться с замедлением времени, заблуждаются. Ещё один момент, который очень любят: если две ракеты полетят в противоположные стороны со световыми скоростями, то скорость их расхождения получится выше световой? Ответ: нет, не получится. Потому что скорость - это расстояние, деленное на время. А поскольку, время при увеличении будет замедляться, то и скорость никогда не достигнет световой.
Скорость величина относительная, и измеряется она только относительно другого объекта во вселенной. Ракета движется близко к скорости света относительно земли, но относительно ракеты со скоростью света движется уже земля. В этом и заключался вопрос - почему стареет тот кто на земле, а не тот кто на ракете?
И Интерстеллар нифига не сказка, кроме пары моментов, которые на реальную науку и не претендовали. Я эту тему поизучал, и все там правильно. Те кто говорят обратное - сами нехрена не смыслят. И дайте ссылку на статью, где Хокинг опроверг кротовые норы, а то я найти не могу.
Мне лень искать, если честно. Вкратце, там он говорил, что пересмотрел свою же идею кротовых нор, поскольку, если бы они существовали, то они бы выдавали себя аномальным поведением наблюдаемых объектов - через нору удаленные объекты гравитационно взаимодействовали бы с теми, которые находятся по другую сторону. Но увы. Там были бы еще какие-то признаки, но я уже не помню, лет десять назад читал, возможно, на английском.
P.S. А насчет Интерстеллара, то основной его идеей была именно та, что гравитация распространяется мгновенно и независимо от времени. К сожалению, уже поставлен ряд опытов, в которых практически доказано, что гравитация распространяется не быстрее скорости света.
В этом ваша ошибка. Скорость, величина относительная пока речь не заходит о релятивистике. Там действуют другие законы и скорость объектов определяется уже не относительно друг друга, а относительно "фона". То есть, если сравнить скорость ракеты относительно "неподвижного" окружения и скорость Земли относительно его же, то в этой системе координат скорость ракеты будет многократно превосходить скорость Земли. Соответственно, и временные эффекты будут для ракеты более выражены.
Сам себе противоречишь. То у тебя скорость не относительная, и сразу говоришь что все же относительная "фону". И о каком фоне ты говоришь? Во вселенной нет ничего, что стояло бы на месте. Абсолютно все во вселенной находится в движении относительно друг друга, даже "фон".
Чего-то я не припомню, что бы в Интерстелларе основной идеей была скорость гравитации.
И ученые выяснили не скорость гравитации, а скорость распространения гравитационных волн, т.е. колебаний пространства, а это немного другое.
Почитай. Если на пральцах, то: планета Земля "летит" в космическом пространстве с определенной точно вычисленной скоростью. Ракета "по условиям задачи" будет лететь в этом же пространстве с гораздо большей скоростью. Вот и ответ, почему именно на ракете будет больше ощущаться эффект замедления времени. Не знаю, как еще проще разжевать.
А как же он сам себе послания-то отправлял? Через колебания гравитации (гравитационные волны). Как это не назови, но быстрее скорости света оно двигаться не могло. А значит, он не мог из далеких [мат]***й сам себе что-то там посылать.
Это гравитационные связи времени между разными версиями одной комнаты, потому что гравитация напрямую связанна со временем.
Но конкретно этот момент (точнее начиная с попадания Купера в черную дыру) и есть тот момент, который является полной отсебятиной. Авторы фильма это не отрицают.
А так это представление 4-хмерного пространства, а на это теория тоже есть.
Вот в этом и вопрос. С какой скоростью "летит" земля и относительно чего эта скорость? Солнца? Центра галактики? Луны? И если считать, например, движение земли по орбите, а ракета летит в противоположную сторону с той же скоростью, то относительно солнца получится, что она стоит на месте.
Изобретай машину времени... Или нет... Все мелкие проишествия в мире случайны... А большие планируются по 5-10 лет! Так что говорить о том, будем мы жалеть или нет, бессмысленно!!!! Просто будем воспреминять как должное и настоящие... Нам, обычным человекам этого не узнать... Может эта технология уже 1000 лет применяется???? А мв тупо сидим на "фишках" и сремся в комментах...
Думается,"увидеть на том конце, куда вы летели, как вымирают динозавры на Земле" и попасть в эпоху вымирающих динозавров,"не совсем" одно и то же. В статье,как всегда,масса около научных терминов,в перемешку с научной фантастикой. Всё,чтобы запутать обывателя.
да, пожалуй пока не буду. человечество не готово
Теории, теории и ненаучная фантастика.
Философов развелось)
Интерсно так выходит какойто чудак написал в своих рассказах про машину времени и все бросились ее изобретать))
Последнее время наука стала опираться не на реальные опыты, а на гибриды такие как теории+математические расчеты, а если теории не верны? А если формулы с ошибками?
Наука стала какойто виртуальной... и все больше походит на предсказателей..