Paradoxul Gemenilor(Fizica)

[Vizitato]

1)Doi gemeni aflati in nave spatiale diferite se indeparteaza reciproc, unul de celalalt, cu viteze apropiate de viteza luminii. Dupa o perioada de timp cele doua nave isi schimba sensul de deplasare si se aproprie reciproc pana se intalnesc. Comform teoriei relativitatii timpul nu trece la fel pentru ambii frati, deci unul din ei, dupa calatoria sus mentionata, este mai inaintat in varsta decat fratele sau geaman.
Intrebare: Care din cei doi frati a imbatranit mai repede?
2)Sunt doua surori gemene.Una ramane pe Pamant,cealalta calatoreste in spatiu timp de 30 ani cu viteza luminii.Dupa 30 ani,desi geamana care calatorise constata ca timpul a trecut cam repede,cand ajunge pe Pamant,isi gaseste sora geamana mai imbatranita decat ea cu 30 ani terestrii.


Dacă punem o fiinţă vie într-o cutie... poate aranja ca fiinţa, după un zbor de durată arbitrară să poată fi adusă în locul original într-o condiţie puţin modificată, în vreme ce organismele corespunzătoare rămase în poziţiile lor originale vor fi dat naştere de mult timp la noi generaţii. Pentru fiinţa în mişcare, durata călătoriei a fost doar o clipă, dacă mişcarea a fost făcută cu viteză apropiată de cea a luminii.(Albert Einstein)

În 1911, Paul Langevin a făcut acest concept mai uşor de înţeles cu al său exemplu cu gemenii, din care unul e astronaut iar celălalt trăieşte doar pe Pământ. Astronautul pleacă într-o călătorie spaţială cu o navă care merge cu viteză apropiată de cea a luminii, pe când celălalt rămâne pe Pământ. Când fratele călător se întoarce acasă, el descoperă că este mai tânăr decât fratele lui, cu alte cuvinte, dacă fraţii ar fi avut fiecare un ceas, cel al astronautului ar fi rămas în urma celui rămas asupra fratelui de pe Pământ, ceea ce înseamnă că pentru astronaut a trecut mai puţin timp decât pentru celălalt. Langevin a explicat vitezele diferite de îmbătrânire astfel: “Doar călătorul a suferit o acceleraţie care i-a schimbat direcţia vitezei”. Conform lui Langevin, acceleraţia este aici "absolută", în sensul că ea este cauza asimetriei.
Semnificaţia “Paradoxului Gemenilor” se bazează pe acest detaliu crucial al asimetriei dintre fraţi. Trebuie spus că nici Einstein nici Langevin nu au considerat aceste rezultate ca fiind literalmente paradoxale: Einstein l-a considerat doar "ciudat" iar Langevin l-a prezentat ca dovadă a mişcării absolute. Un paradox în utilizarea logică şi ştiinţifică se referă la rezultate inerent contradictorii, adică logic imposibile, şi ambii au susţinut că diferenţa de timp ilustrată de această poveste a gemenilor este un fenomen natural şi explicabil.

Considerăm o navă spaţială care se deplasează de pe Pământ până la cel mai apropiat sistem solar: o distanţă d = 4,45 ani lumină distanţă, cu viteza v = 0.866c (86,6% din viteza luminii, relativ la Pământ). Controlul misiunii, aflat pe Pământ, calculează astfel durata călătoriei (presupunând că imediat după plecare nava atinge viteza maximă): drumul dus-întors durează ani după timpul de pe Pământ (toţi cei de pe Pământ vor fi cu 10,28 ani mai în vârstă când se întoarce nava). Trecerea timpului pe navă şi îmbătrânirea călătorilor de-a lungul acestui drum va fi încetinită cu un factor de , inversul factorului Lorentz. În acest caz iar călătorii vor fi îmbătrânit doar cu 0,5×10,28 = 5,14 ani la întoarcere.
Membrii echipajului calculează şi ei particularităţile călătoriei lor din punctul lor de vedere. Ei ştiu că sistemul solar îndepărtat şi Pământul se mişcă relativ la nava aflată la viteza v pe parcursul drumului. În sistemul lor în repaus, Pământul şi sistemul solar sunt εd = 0,5d = 2,23 ani lumină (Contracţia Lorentz), atât pe călătoria dus cât şi pe cea de întors. Fiecare jumătate de drum durează , iar drumul dus întors durează 2×2,57 = 5,14 ani. Calculele lor arată ca ei vor sosi acasă după 5,14 ani. Ultimul calcul al călătorilor este complet de acord cu calculele celor de pe Pământ, deşi călătoria este resimţită destul de diferit.
Dacă o pereche de gemeni se naşte pe Pământ la ora şi data plecării navei, iar unul pleacă în călătorie şi celălalt rămâne pe Pământ, ei se vor întâlni după terminarea călătoriei, şi fratele care a plecat are 5,14 ani iar cel rămas acasă are 10,28 de ani. Calculul ilustrează folosirea fenomenului de contracţie a lungimii şi a celui de dilatare temporală pentru a descrie şi calcule şi predicţii ale relativităţii restrânse.

http://ro.wikipedia.org/wiki/Paradoxul_gemenilor


Ce credeti?