Pegas писал(а): С моими часами никаких катаклизмов не произойдет и они покажут столько времени, сколько я был в полете и время прошедшее на Земле. Не вижу тут никакой премудрости, связанной с ОТО.
Парадокс близнецовПостановка опыта
У нас имеется Земля - планета солнечной системы и планета на расстоянии примерно 26 световых лет от неё, допустим, в системе звезды Вега. Летосчисление на обеих планетах одинаково и синхронно, планеты друг относительно друга практически неподвижны (по сравнению со скоростью света).
На Земле рождаются два брата-близнеца, которые в 2050-м году, когда им было по 10 лет, расстаются. Один брат, "земной", остаётся на Земле, а другой, "космический", отправляется в путешествие на Вегу с околосветовой скоростью.
План путешествия таков: космический брат на суперракете, стартует с земли, мгновенно набирая нужную скорость, затем некоторое время летит равномерно до Веги, там мгновенно разворачивается и летит домой с такой же скорость, тоже равномерно. На Земле он мгновенно тормозит свою ракету и встречается с братом.
Теория относительности предсказывает, что при встрече братьев тот, который летал, окажется моложе. Параметры эксперимента выбраны так, что полёт до Веги занимает 30 лет, обратно - тоже 30 лет. В итоге земной брат стареет за это время на 60 лет. А космический брат - всего на 30 лет, в два раза меньше. При встрече земному брату оказывается 70 лет, а космическому - 40.
Старт с Земли
Первая странность, которая происходит, это смена текущего года на Веге. До ускорения он был 2050-м, а после ускорения - серединой 2072-го. Почему так произошло? Потому, что для космического брата сменилось понятие одновременности. До ускорения одновременным ему был тот же год на Веге, что и на Земле. После ускорения он уже стал движущимся и одновременным ему стал год 2072-й.
Вторая странность, которая произошла - это уменьшение расстояния до Веги. Брат еще не успел никуда сдвинуться, а расстояние уже уменьшилось в два раза - с 26-ти световых лет до 13-ти. Почему это произошло? Из-за лоренцева сокращение. Брат стал двигаться, но с его точки зрения стала двигаться Вселенная – и она сократилась, в данном случае в два раза. Сократилось и расстояние до Веги.
Третья странность, которую мог бы заметить пытливый исследователь - это тот факт, что год на Земле никак не сменился. Можно было бы подумать, что ускорение обязано одинаково влиять на время во всей Вселенной, но это не так: влияние ускорения различается в зависимости от расстояния до рассматриваемой точки.
Разворот возле Веги
Первая странность - полётное время на часах земного брата резко скакнуло вперёд, что выразилось также в его возрасте: до разворота космического брата земной был моложе его, а после разворота - старше. Почему так произошло? Опять-таки из-за изменения понятия одновременности для космического брата - если сначала одновременным ему был 17,5-летний земной брат, то потом одновременным стал брат в точке его судьбы, когда ему стало 62,5.
Вторая странность - скачок года на Земле: год сменился с 2057-го на 2102,5. Эта странность объясняется опять-таки изменением понятия одновременности.
Третья странность - год на Веге не изменился во время разворота. Почему? Из-за разного влияния ускорения на близлежащие и на далеколежащие предметы.
Четвертая странность - это расстояние до Земли. В процессе разворота он возрастало с 13 световых лет до 26 и потом снова вернулось на 13 по окончании разворота. Такие пертурбации с расстоянием до Земли объясняются влиянием лоренцева сокращения - пока брат летел туда, Вселенная была сплющена в два раза, когда он стал лететь обратно - тоже была сплющена в два раза, но в середине разворота, когда брат был неподвижен, Вселенная на краткий миг стала нормального размера.
Торможение по возвращению на Землю
Первая странность - смена текущего года на Веге.
Вторая странность - возрастание расстояния до Веги.
Третья странность - неизменность года на Земле.
Выводы
Как видим, ситуация с точки зрения Земного брата полностью описывается специальной теорией относительности, поскольку проявляется только эффект замедления времени из-за движения.
Ситуация же с точки зрения космического брата специальной теорией относительности не объясняется. В ней содержатся эффекты "перемотки" времени, для которых в этой теории нет уравнений. В этом и заключается смысл неинерцаильности системы отсчёта космического брата - она символизирует неприменимость теории относительности для описания его точки зрения, и всё.
Разница в возрастах братьев меняется по-разному с точки зрения каждого из них, но по итогу оказывается одинаковой: космический брат моложе земного. Ещё можно обратить внимание, что на участках равномерного движения двух братьев, их роли и вправду симметричны: каждому кажется, что медленнее стареет другой.
На этом графике отображена разница в возрастах в зависимости от полётного времени так, как она наблюдается обоими братьями. Разница считается как возраст земного брата минус возраст космического.
Полёт с точки зрения земного брата продолжается 60 лет, с точки зрения космического брата - всего 30 лет, поэтому графики имеют разную длину. Двукратное соотношение между возрастами достигается при скорости полёта v = 0,866с = 259 тыс 807 км 200 м в секунду.
Из-за того, что графики имеют разную длину - они несопоставимы. Момент разворота по часам земного брата приходится на точку 30 лет, а по часам космического - на точку 15 лет (излом на красном графике). С точки зрения земного брата, через 15 лет после старта, прошла лишь четверть полёта и до разворота еще далеко, так что расположение в этом месте излома на красном графике - просто эффект построения.
Видно, что вначале полёта с точки зрения обоих братьев, каждый из них опережает в возрасте другого. В момент разворота наблюдения космического брата резко изменяются и к кончу полёта он получает тот же результат, что и земной брат: земной брат старше космического на 30 лет.
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.